3種擬南芥突變體生長發育研究

羅祥

摘要：本試驗通過對擬南芥野生型WS及突變體bri1-301、bri1-5和det2植物重量，葉面積，葉綠素含量等生理生態指標的研究，發現突變體和野生型生理指標存在較大差異。關鍵詞：擬南芥;突變體;葉綠素;生理指標中圖分類號：G648 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2014）19-0006-011.前言擬南芥（Arabidopsis thaliana）屬十字花科，是重要的模式植物。擬南芥的全基因組測序工作于2000 年完成[1]，成為植物界第一個被完整測序的物種。與其他一些高等植物相比，擬南芥的基因組很小，5 條染色體總共含約1.15 億個堿基對，這與水稻4.3 億、玉米24 億、小麥160 億個堿基對相比，形成巨大的反差。盡管基因組小，擬南芥的2.5萬多基因在功能類別上卻和其他開花植物大致相似，因而，擬南芥作為實驗材料有利于其基因的克隆和飽和突變體庫的建立。此外，擬南芥生命周期很短，從播種到種子收獲僅需要6～8 周;擬南芥個體較小，適合于實驗室內種植[2]。所有這些都使得擬南芥成為一種特別理想的遺傳學和分子生物學研究材料，廣泛用于植物生命奧秘的研究探索。2.實驗材料及方法2.1 材料2.1.1 植物材料。擬南芥野生型WS及突變體bri1-301、bri1-5和det2的種子。2.1.2 儀器及試劑。儀器：葉面積儀（s-120，上海鑫態國際貿易有限公司），電子天平（JY4001，上海精密科學儀器有限公司），葉綠素測定儀（FLELDSCOUT， CM1000）。試劑： 96%乙醇（或80%丙酮），石英砂，碳酸鈣。2.2 種子處理。準備好4個培養皿，將2層濾紙平鋪其上并浸濕。將4種種子分別平鋪在浸濕的濾紙上，置于4℃下處理3d，讓其完成春化作用。2.3 方法。土壤：栽培擬南芥的介質均要求有良好的排水性。本試驗用營養土：草炭=1：3，配好后將其裝入120個10*10cm的營養缽中，分為4組，每組30個。最后將處理好的種子播種，要防止種子被土壤覆蓋。溫度與水分：生長室的溫度控制在25℃ 左右。開始的時候每隔三天澆一次水，等其發芽后根據濕度狀況三天或兩天亦可[3]。植物生長40d后，將要測定的擬南芥用清水洗凈，每種擬南芥隨機選取5株測定其重量，葉綠素含量，葉面積，算出平均值，記錄并制圖。3.實驗結果及分析3.1 重量測定圖1 不同類型擬南芥的重量通過圖1可以看出，擬南芥WS重量最高為0.832g，次之為bri1-301，det2和bri1-5的重量接近，分別為0.589g和0.567g。3.2 葉面積大小測定 圖2 不同類型擬南芥的葉面積圖2結果表明，4種擬南芥的葉面積大小差異比較明顯，WS葉面積97.2mm？，det2為21.3mm？說明了野生型和突變體表性特征存在差異，但是野生型WS的葉面積最大。3.3 葉綠素含量的測定圖3 不同類型擬南芥葉綠素含量通過圖3可以看出四種擬南芥葉綠素含量差異不多，但是野生型ws所含葉綠素較高。4.討論與結論植物的表型主要受基因型的控制，并且受到環境的影響。因此，基因的變異也通常表現在生理生態的變異上。本實驗主要對擬南芥野生型WS，和突變體bri1-301，bri1-5，det2的表型上進行觀察及通過測定植物重量、葉綠素含量、葉面積大小，得到野生型和突變體之間的差別的規律與特征。油菜素內酯，Brassinolide（BR）是植物的重要激素，在植物生長與發育過程中發揮著重要的作用[3]。det2是BR合成基因的突變體、bri1-301和bri1-5是BR受體基因的突變體。圖1表明，突變體det2、bri1-301、bri1-5植物重量要低于野生型WS，說明BR相關基因突變后，對植物的生長量有很大影響[7]。結合圖2可知，BR相關基因突變后，光合面積受到較大影響，因此影響了光合產物的形成，繼而導致生物量的下降。正常植物能夠制造出足夠的原葉綠素氧化還原酶與正常水平的原葉綠素結合，但是在突變幼苗中，沒有產生足夠量的這種酶來與過量的原葉綠素結合。這可能導致了擬南芥突變體葉綠素含量要低于野生型。參考文獻：[1] 袁月星，李巧麗.植物界中的"果蠅"——擬南芥學教學. 2003（01）[2] 李昂.往事擬南芥[J]. 生命世界. 2010（10）[3] 賀熱情.油菜突變體庫構建與激素反應基因克隆分析[D]. 湖南大學 2009[4] 劉志祥，徐剛標，曾超珍.遺傳學教學中應用模式生物的必要性及形式[J]. 現代農業科技. 2011（11） [5] 李明，曾任森，駱世明.擬南芥抗日本曲霉毒素SAF突變體的篩選[J]. 湖北農業科學. 2011（07） [6] 范丙友，高水平，侯小改，等等.Col生態型擬南芥AP3基因啟動子克隆及植物表達載體構建[J]. 基因組學與應用生物學. 2011（01）