拟南芥(Arabidopsis thaliana),又名阿拉伯芥、鼠耳芥、阿拉伯草,属于被子植物门,双子叶植物纲,十字花科(Brassicaceae),鼠耳芥属(Arabidopsis)。植株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,白色,匙形。长角果线形,长1~1.5cm。花期3—5月。在自然界中,拟南芥主要分布于温带,集中在欧洲地区、东非、亚洲大陆、日本等。我国内蒙古、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区也均有发现。拟南芥有多种生态型,实验中最常用的三种是Landsberg erecta(Ler)、Columbia(Col)和Wassilewskija(Ws),这些生态型在形态发育、生理方面等存在很大差异。
在植物学研究中,拟南芥因其植株小、生活史短、结籽多、生活力强、基因组小(n=5,基因组长120 Mb,是目前已知高等植物基因组中最小的)和自花受粉(自花授粉可使基因高度纯合,人工诱变率高,易获得各种代谢功能缺陷型突变体)等特点成为最常用的研究有花植物遗传、细胞、发育、分子生物学等领域的模式植物,被科学家誉为“植物中的果蝇”。
目前,对拟南芥基因功能的研究可以利用正向遗传学方法和反向遗传学方法。早期的研究中多使用正向遗传学方法,即先获得突变体,再通过观察突变体植株相对于野生型在表型、生理、生化等方面的变化,推断突变基因的功能;而反向遗传学则是通过人为方式先克隆出基因,再对该基因进行改造修饰后导入受体植物基因组,通过考察转基因植物相对于野生型在形态、生理、生化等方面的变化,探讨该基因的功能。(www.daowen.com)
本实验属于综合探究性实验,设计了拟南芥突变体诱导及其基因功能分析系列实验,其中包括拟南芥培养及其遗传性状分析、拟南芥EMS和T-DNA插入诱变突变体库制备、拟南芥T-DNA插入突变体筛选及其TAIL-PCR鉴定、拟南芥T-DNA插入突变体分析、拟南芥目的基因定位等五个实验,主要介绍了拟南芥培养和突变体筛选分析以及拟南芥基因功能研究中常用的方法和涉及的一些主要植物分子遗传学实验技术。各实验室可根据实际情况选做全部或部分实验内容,亦可设计为本科生创新科研训练项目。
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