3种拟南芥突变体生长发育研究

罗祥

摘要：本试验通过对拟南芥野生型WS及突变体bri1-301、bri1-5和det2植物重量，叶面积，叶绿素含量等生理生态指标的研究，发现突变体和野生型生理指标存在较大差异。关键词：拟南芥;突变体;叶绿素;生理指标中图分类号：G648 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）19-0006-011.前言拟南芥（Arabidopsis thaliana）属十字花科，是重要的模式植物。拟南芥的全基因组测序工作于2000 年完成[1]，成为植物界第一个被完整测序的物种。与其他一些高等植物相比，拟南芥的基因组很小，5 条染色体总共含约1.15 亿个碱基对，这与水稻4.3 億、玉米24 亿、小麦160 亿个碱基对相比，形成巨大的反差。尽管基因组小，拟南芥的2.5万多基因在功能类别上却和其他开花植物大致相似，因而，拟南芥作为实验材料有利于其基因的克隆和饱和突变体库的建立。此外，拟南芥生命周期很短，从播种到种子收获仅需要6～8 周;拟南芥个体较小，适合于实验室内种植[2]。所有这些都使得拟南芥成为一种特别理想的遗传学和分子生物学研究材料，广泛用于植物生命奥秘的研究探索。2.实验材料及方法2.1 材料2.1.1 植物材料。拟南芥野生型WS及突变体bri1-301、bri1-5和det2的种子。2.1.2 仪器及试剂。仪器：叶面积仪（s-120，上海鑫态国际贸易有限公司），电子天平（JY4001，上海精密科学仪器有限公司），叶绿素测定仪（FLELDSCOUT， CM1000）。试剂： 96%乙醇（或80%丙酮），石英砂，碳酸钙。2.2 种子处理。准备好4个培养皿，将2层滤纸平铺其上并浸湿。将4种种子分别平铺在浸湿的滤纸上，置于4℃下处理3d，让其完成春化作用。2.3 方法。土壤：栽培拟南芥的介质均要求有良好的排水性。本试验用营养土：草炭=1：3，配好后将其装入120个10*10cm的营养钵中，分为4组，每组30个。最后将处理好的种子播种，要防止种子被土壤覆盖。温度与水分：生长室的温度控制在25℃ 左右。开始的时候每隔三天浇一次水，等其发芽后根据湿度状况三天或两天亦可[3]。植物生长40d后，将要测定的拟南芥用清水洗净，每种拟南芥随机选取5株测定其重量，叶绿素含量，叶面积，算出平均值，记录并制图。3.实验结果及分析3.1 重量测定图1 不同类型拟南芥的重量通过图1可以看出，拟南芥WS重量最高为0.832g，次之为bri1-301，det2和bri1-5的重量接近，分别为0.589g和0.567g。3.2 叶面积大小测定 图2 不同类型拟南芥的叶面积图2结果表明，4种拟南芥的叶面积大小差异比较明显，WS叶面积97.2mm？，det2为21.3mm？说明了野生型和突变体表性特征存在差异，但是野生型WS的叶面积最大。3.3 叶绿素含量的测定图3 不同类型拟南芥叶绿素含量通过图3可以看出四种拟南芥叶绿素含量差异不多，但是野生型ws所含叶绿素较高。4.讨论与结论植物的表型主要受基因型的控制，并且受到环境的影响。因此，基因的变异也通常表现在生理生态的变异上。本实验主要对拟南芥野生型WS，和突变体bri1-301，bri1-5，det2的表型上进行观察及通过测定植物重量、叶绿素含量、叶面积大小，得到野生型和突变体之间的差别的规律与特征。油菜素内酯，Brassinolide（BR）是植物的重要激素，在植物生长与发育过程中发挥着重要的作用[3]。det2是BR合成基因的突变体、bri1-301和bri1-5是BR受体基因的突变体。图1表明，突变体det2、bri1-301、bri1-5植物重量要低于野生型WS，说明BR相关基因突变后，对植物的生长量有很大影响[7]。结合图2可知，BR相关基因突变后，光合面积受到较大影响，因此影响了光合产物的形成，继而导致生物量的下降。正常植物能够制造出足够的原叶绿素氧化还原酶与正常水平的原叶绿素结合，但是在突变幼苗中，没有产生足够量的这种酶来与过量的原叶绿素结合。这可能导致了拟南芥突变体叶绿素含量要低于野生型。参考文献：[1] 袁月星，李巧丽.植物界中的"果蝇"——拟南芥学教学. 2003（01）[2] 李昂.往事拟南芥[J]. 生命世界. 2010（10）[3] 贺热情.油菜突变体库构建与激素反应基因克隆分析[D]. 湖南大学 2009[4] 刘志祥，徐刚标，曾超珍.遗传学教学中应用模式生物的必要性及形式[J]. 现代农业科技. 2011（11） [5] 李明，曾任森，骆世明.拟南芥抗日本曲霉毒素SAF突变体的筛选[J]. 湖北农业科学. 2011（07） [6] 范丙友，高水平，侯小改，等等.Col生态型拟南芥AP3基因启动子克隆及植物表达载体构建[J]. 基因组学与应用生物学. 2011（01）