模式植物拟南芥

返回目录
对拟南芥的研究
拟南芥基因组计划分为3项内容:构建基因组的遗传图， 构建基因组的物理图和测定基因组的DNA全序列。在 2000年底，这项计划已经顺利完成，科学家们已绘制出了 包含约1. 3亿个碱基对、2. 5万个基因的拟南芥基因的完 整图谱，这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。 我国克隆了1303个转录调控因子基因，占拟南芥全部转录 因子的85%，是世界上获得转录因子基因最多最完整的国 家，已将其中的1282个提交到拟南芥生物研究中心 （ABRC）。根据ABRC提供的数据，我国所提供的克隆 已成为全世界拟南芥研究中需求量第二大的一组克隆（转 录因子家族是需求量最大的），成为世界植物科学界了解 中国的重要窗口。
• 分子遗传学：
拟南芥的基因组很小，克隆它的有关基因相对说来比较容 易，使得其基因库的构建、筛选等过程变得简单、快速。 另外，由于拟南芥基因组小，其基因组中具有的高度重复 、中度重复及低度重复DNA的比例就低，相比之下，有功 能的单拷贝序列所占的比重就很大。这一特点使得它极适 宜用染色体步移技术来分离其较大的功能片段。同时，它 也很适宜用来分离和克隆整个基因组的各种目的基因。
成员：鲍臻 胡俊逸 阮天琪
• 模式植物 • 拟南芥介绍 • 拟南芥性质 • 拟南芥研究 • 拟南芥热点 • 拟南芥研究应用
所谓模式植物，就是指 一种植物的特征很明显 的，可以很容易和其他 植物区别的植物，一般 都由命名的哪个植物学 家采的标本为准，所以 目前世界上已经定名的 每一种植物都有模式植 物，也包括藻类等水生 植物；
• 基因的克隆、转化
目前，人们通过用各种植物的探针与拟南芥cDNA杂交或 利用基因文库或T一DNA插人突变克隆拟南芥的低拷贝序 列，分离出各种拟南芥基因，并对其进行序列分析，进而 研究基因的表达、调控与物种的进化。此外，拟南芥还被 认为是研究植物与病原菌之间相互关系的理想模式物种， 多种致病体原已经成功建立，并克隆到多个相应的基因， 对进一步认识植物与病原菌相互关系的分子机制有着重要 的意义。
由于拟南芥植株小、生长周期短且产量大很容易从其人工 诱变产生遗传变异得到大量诱变体，已成为植物形态发生、 生长发育及遗传育种研究的首选材料。对于拟南芥的基因 来说，通过筛选诱变处理的M2代个体2000株，即可获得 一种失去某种功能的突变体。克隆这些基因并研究其功能、 变异的分子基础或遗传本质和它们控制植物发育的机理， 对于解释和研究控制植物的形态发生和生长发育过程具有 重大的意义。
返回
在拟南芥中总共发现了 5个编码 TA-SIRNA的基因——a、b、TASlc、 TAS2、TAS3等，其中TAS3产生的tasiRNA 参与叶片极性发育，并且调节 植物营养生长阶段时间的长短。对 ta-siRNA的研究还处初步阶段，有待 进一步的研究。
返回目录
拟南芥在植物科学研究中的应用
• 形态发生与生长发育的分子生物学:
返回目录
〖水稻〗
〖烟草〗
〖拟南芥〗
源自文库
〖金鱼草〗
拟南芥
拟南芥英文名Thale Cress拉丁名Arabidopsis thaliaba,又名鼠耳芥，阿 拉伯芥，阿拉伯草。是一 种细长而直立的植物，羽 状多叶，茎高度达40厘米。 二年生草本，基生叶有柄 呈莲座状，叶片倒卵形或 匙形；茎生叶无柄，披针 形或线形。总状花序顶生， 花瓣4片，直径约3毫米， 白色，匙形，雄蕊6枚， 花药黄色，雌蕊圆柱状， 花柱短，柱头凹陷；花期 3～5月。
返回目录
植株形态个体小，高度只有30cm左右，1个茶杯可种植好几棵 生长周期快，每代时间短，从播种到收获种子一般只需6周左右 种子多，每株每代可产生数千粒种子； 形态特征简单，生命力强，用普通培养基就可作人工培养； 基因与大多数植物基因具有很高的同源性，能代表大多数的特 点。 拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。每个单倍染 色体组 （n=5）的总长只有7000万个碱基对，即只有小麦染色体 组长的1/80，这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。 拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变 率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。
miRNA
• miRNA是高等真核生 物中一类非翻译RNA， 由基因组编码。在一 些酶的参与下破坏与 之结合的mRNA或者 干扰mRNA的正常翻 译。大多数已经发现 的miRNA都参与植物 重要的生命活动，
返回
trans-acting siRNA(ta-siRNA)
• ta—siRNA的前体就如同普通的mRNA，不 像miRNA的前体那样形成“发夹”结构， 只是这种ta—siRNA的转录本不翻译蛋白， 而只能在一些酶的参与下被加工形成小分 子RNA。加工后的ta-siRNA会像rniRNA那 样作用于与之碱基配对的靶基因mRNA。
返回目录
最近的研究表明，拟南芥中参
与加MIRNA初始转录本的还有必 需蛋白SERRATE(SE)。在拟南 芥MIRNA的生物合成途径中还发 现另一个重要的蛋白HENI，它的 主要功能是使MIRNA末端的核糖 被甲基化以防止MIRNA的末端被 其他酶所识别，从而保证了 MIRNA在细胞特定位置的稳定性 。对MIRNA的研究为完整认识高 等生物中(包括动物和植物中)的 MIRNA生物合成过程提供了有价 值的信息。
返 回 目 录
拟南芥的研究已经取得了许多突破性的 进展，尤其是自基因组DNA全序列测定 以后，对拟南芥的研究已经进入了“后 基因组时代”。研究者们现在可以 快速有效地利用多种手段去研究一个基 因、一条调控途径乃至整个调控网络的 生物学功能。可以预料，科学家们还将 能够从小小的拟南芥中，获得他们感兴 趣的各种生命信息，进一步解决许多实 际问题，并在产上取得更大的经济效益 和社会效益。