植物生理学课件：第十三章 植物分子生物学模式植物拟南芥
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制备kan抗性的MS选择平板，T0代种子消 毒后，用无菌水清洗3次后，将种子平铺在MS 选择培养基上（50ug/l Kan），4℃下春化3 天 后 ， 移 入 生 长 箱 中 （ 22℃ 恒 温 ， 光 强 为 130-140 umol.m-2s-1）,7天后挑选T1代阳 性植株。阳性植株特征：真叶健康成深绿色， 根伸长至培养基中，而非抗Kan植株叶发黄， 且苗小。将抗Kan的植株从选择培养基上挑出， 转移到正常MS培养基上，继续生长一周后移
美国学者Redei(1970)做了详细研究；
1980 年公布了拟南芥的详细遗传图谱；
1987年在美国密歇根洲立大学召开了专 门国际会议；
1990年确立了拟南芥的长期研究目 标。到2000年底完成基因组测序Hale Waihona Puke Baidu 并强调要把其研究成果得到应用；
1996年成立的一个拟南芥基因组测 序的国际合作组开始工作。
2000年底公布了5条染色体的测序 结果和分析报告
拟南芥的生物学特性
植株个体小15-20cm，栽培方便，占地 面积小；
生育期短40天，种子小(0.2ug)，结实 多
自花受粉，人工授粉容易 整个植株由下面根 及莲座叶 、茎、茎生
叶和总状花序组成，花由4个花瓣呈十字 对称排列、花萼4片、花药6枚，2个心 皮。
第13章
植物生理学及分子生物学 研究的模式植物---拟南芥
Mutant
图片:中国农大王学臣 实验室苏钊博士提供
WT
植物生理学及分子生物学研究的模 式植物---拟南芥 Arabidopsis.thaliana)
1、拟南芥被选为模式植物的历史背景 2、拟南芥的生物学特性 3、拟南芥的遗传学特性 4、拟南芥的突变体获得 5、拟南芥的栽培 6、拟南芥的突变体类型 7、拟南芥的遗传转化方法WT N422
培养28℃，200rpm震荡过夜），转化前一天接种于200ml 含相
同抗生素的YEB培养基中扩大培养,5000g离 心15min 集菌，重悬于渗入缓冲液，使 OD600为0.8，200ml重悬菌液可重复使用3 次。
渗入缓冲液（Infiltration Medium ）的配制： 0.5×MS大量元素，0.5×MS微量元素， 0.5mg/l VB5，5% 蔗糖，0.044uM 6-BA, 0.03% Silwet l-77
生物方法：T-DNA 插入法
拟南芥的突变体获得
物理方法：X-射线；快中子处理 化学方法：EMS（ethyl methane
sulfonic acid ester) 诱变 生物方法：T-DNA 插入法
N422 突变体 陈惠种植
WT
N422
拟南芥的栽培
直播法 平板培养7天移栽法 溶液培养法 栽培条件：22ºC,100-120um/cm2 光
入土壤中。
中国农大王学臣 老师实验室
拟南芥的遗传学特性
单倍体染色体少，只有5条，基因组小 125Mb
80%的基因为单拷贝，基因冗余少，便 于进行基因的功能分析。
容易获得单基因突变体。
拟南芥的突变体获得
物理方法：X-射线；快中子处理
化学方法：EMS（ethyl methane sulfonic acid ester，乙酰甲基磺酸酯) 诱变
拟南芥的转化：将200ml菌液置于一容器 中，翻转种有拟南芥的花盆，使植株浸 入悬浮有待转农杆菌的渗入缓冲液中410min，取出花盆，侧躺于托盘中，盖上 塑料布，第二天取下塑料布，直立放置 花盆(Clough and Bent, 1998)。两周 后收获T0代种子。
拟南芥T1代阳性植株的Kan抗性筛选
thaliana gl1）苗长至抽薹1cm高时，剪去苔的尖端使次生花
序生长（勿剪去整个苔），剪时刀口应位于最高茎生叶的 上方（使腋生花序的茎位于茎生叶的基部），4天后植株有 侧枝并已经有一些花蕾，就可以进行农杆菌转化。
农杆菌的培养 分别接种含目的质粒的农杆菌GV3101于10mlYEB的 液体培养基（含125mg/l Rif, 100mg/l Kan）中预
拟南芥被选为模式植物的历史背景
传统研究采用的多种植物模式存在的问 题
重复劳动、分散研究资源、个别研究中不具普遍性 的发现等。
理想的模式植物应有的特点
1、适合采用综合的遗传学和分子生物学工具对其
进行详细分析 2、在栽培条件下能有效传代 3、能方便的进行农杆菌介导的细胞转化
1943年欧洲学者Laibach选为模式遗传 有机体；
周期8/16h or 12/12h
拟南芥的突变体类型
形态突变株 生物化学突变株 以生理和激素为特征的突变株
aba mutant
WUS mutant
图片来自：中科院植物研究所种康实验室的徐云远研究员
拟南芥的遗传转化方法
•真空渗入法 •速蘸法
拟南芥的准备
培养室内的拟南芥（Arabidopsis
美国学者Redei(1970)做了详细研究；
1980 年公布了拟南芥的详细遗传图谱；
1987年在美国密歇根洲立大学召开了专 门国际会议；
1990年确立了拟南芥的长期研究目 标。到2000年底完成基因组测序Hale Waihona Puke Baidu 并强调要把其研究成果得到应用；
1996年成立的一个拟南芥基因组测 序的国际合作组开始工作。
2000年底公布了5条染色体的测序 结果和分析报告
拟南芥的生物学特性
植株个体小15-20cm，栽培方便，占地 面积小；
生育期短40天，种子小(0.2ug)，结实 多
自花受粉，人工授粉容易 整个植株由下面根 及莲座叶 、茎、茎生
叶和总状花序组成，花由4个花瓣呈十字 对称排列、花萼4片、花药6枚，2个心 皮。
第13章
植物生理学及分子生物学 研究的模式植物---拟南芥
Mutant
图片:中国农大王学臣 实验室苏钊博士提供
WT
植物生理学及分子生物学研究的模 式植物---拟南芥 Arabidopsis.thaliana)
1、拟南芥被选为模式植物的历史背景 2、拟南芥的生物学特性 3、拟南芥的遗传学特性 4、拟南芥的突变体获得 5、拟南芥的栽培 6、拟南芥的突变体类型 7、拟南芥的遗传转化方法WT N422
培养28℃，200rpm震荡过夜），转化前一天接种于200ml 含相
同抗生素的YEB培养基中扩大培养,5000g离 心15min 集菌，重悬于渗入缓冲液，使 OD600为0.8，200ml重悬菌液可重复使用3 次。
渗入缓冲液（Infiltration Medium ）的配制： 0.5×MS大量元素，0.5×MS微量元素， 0.5mg/l VB5，5% 蔗糖，0.044uM 6-BA, 0.03% Silwet l-77
生物方法：T-DNA 插入法
拟南芥的突变体获得
物理方法：X-射线；快中子处理 化学方法：EMS（ethyl methane
sulfonic acid ester) 诱变 生物方法：T-DNA 插入法
N422 突变体 陈惠种植
WT
N422
拟南芥的栽培
直播法 平板培养7天移栽法 溶液培养法 栽培条件：22ºC,100-120um/cm2 光
入土壤中。
中国农大王学臣 老师实验室
拟南芥的遗传学特性
单倍体染色体少，只有5条，基因组小 125Mb
80%的基因为单拷贝，基因冗余少，便 于进行基因的功能分析。
容易获得单基因突变体。
拟南芥的突变体获得
物理方法：X-射线；快中子处理
化学方法：EMS（ethyl methane sulfonic acid ester，乙酰甲基磺酸酯) 诱变
拟南芥的转化：将200ml菌液置于一容器 中，翻转种有拟南芥的花盆，使植株浸 入悬浮有待转农杆菌的渗入缓冲液中410min，取出花盆，侧躺于托盘中，盖上 塑料布，第二天取下塑料布，直立放置 花盆(Clough and Bent, 1998)。两周 后收获T0代种子。
拟南芥T1代阳性植株的Kan抗性筛选
thaliana gl1）苗长至抽薹1cm高时，剪去苔的尖端使次生花
序生长（勿剪去整个苔），剪时刀口应位于最高茎生叶的 上方（使腋生花序的茎位于茎生叶的基部），4天后植株有 侧枝并已经有一些花蕾，就可以进行农杆菌转化。
农杆菌的培养 分别接种含目的质粒的农杆菌GV3101于10mlYEB的 液体培养基（含125mg/l Rif, 100mg/l Kan）中预
拟南芥被选为模式植物的历史背景
传统研究采用的多种植物模式存在的问 题
重复劳动、分散研究资源、个别研究中不具普遍性 的发现等。
理想的模式植物应有的特点
1、适合采用综合的遗传学和分子生物学工具对其
进行详细分析 2、在栽培条件下能有效传代 3、能方便的进行农杆菌介导的细胞转化
1943年欧洲学者Laibach选为模式遗传 有机体；
周期8/16h or 12/12h
拟南芥的突变体类型
形态突变株 生物化学突变株 以生理和激素为特征的突变株
aba mutant
WUS mutant
图片来自：中科院植物研究所种康实验室的徐云远研究员
拟南芥的遗传转化方法
•真空渗入法 •速蘸法
拟南芥的准备
培养室内的拟南芥（Arabidopsis