模式植物拟南芥遗传应用综述
拟南芥作为模式生物的研究及其应用

拟南芥作为模式生物的研究及其应用近年来,拟南芥作为模式生物在生物科学领域中得到越来越广泛的应用,成为基因研究、生命科学、植物研究等领域中不可或缺的一部分。
本文将介绍拟南芥的简要概述、它的研究意义及其应用。
一、拟南芥的简要概述拟南芥又称阿拉伯芥,是一种野生的十字花科植物,原生于欧亚大陆和北非地区。
其茎干和叶片均为绿色,上有细小的毛发。
花呈白色或淡紫色,直径小于1厘米。
拟南芥生长速度快、品种多、繁殖容易,在科研领域中被广泛应用。
二、拟南芥的研究意义1.作为基因研究的模式生物拟南芥作为基因研究的模式生物,具有以下优点:基因组大小小、具有根状突起、矮化的基因型、组织培养方便、可由玻璃甚至纸材料提供营养等。
这些特点使得该植物成为研究基因的最佳模式生物。
同时,拟南芥的基因组已被测序,基因的位置与功能已经明确,使得对基因研究的理解更加深入。
2.用于生命科学的研究同时,拟南芥在生命科学领域中也有重要的作用。
科学家们可以利用拟南芥的特殊性质来进行基因突变、转化和表达等的研究。
例如,基于拟南芥研究,科学家们成功构建出基因编码的蛋白质,从而在人体基因突变或失调时进行更好的研究。
3.植物研究的重要工具在植物研究中,拟南芥被广泛应用于植物学的各个领域中。
例如,作为植物学的模式生物,拟南芥可以被用来分析植物形态发育,探究其内部发育机制,对于改良植物形态、增加植物产量等有重要贡献。
此外,拟南芥也可以被用作对抗植物病害和促进植物抗逆能力等方面。
三、拟南芥的应用1.基因编辑基因编辑技术是指改变基因序列,从而使其产生或失去所需的特定功能。
拟南芥在基因编辑方面担当着重要的角色。
科学家可以利用CRISPR Cas9的技术,通过拟南芥的基因编辑或基因敲除来寻找植物基因。
这些技术可以实现植物生长和发育的各种变异,为科研提供了重要的手段。
2.药物研究拟南芥还被广泛应用于药物研究。
科学家们使用拟南芥来研究最终产生药物的植物代谢通路和酵素。
同时,发现药物生产的最佳条件,也依赖于拟南芥的研究。
拟南芥在植物分子遗传中的应用

拟南芥在植物分子遗传中的应用植物的分子遗传学是对植物基因表达和遗传变异机制的研究,这个领域的研究对于改善植物基因表达、开发新的抗病品种以及提高农业生产效率都具有重要的意义。
其中的拟南芥已成为了一个重要的研究模型,广泛应用于植物分子遗传学的研究中。
一、拟南芥的基本概况拟南芥是一种小型的十字花科植物,也是一种快速生长的杂草,原产于欧洲和中亚地区,现已在全球广泛分布。
拟南芥具有短的生命周期、小型且易于生长、基因组序列全部公开、有多样化的遗传资源、以及大量的基因组数据等特点。
二、拟南芥在植物遗传研究中的应用1.功能基因组学研究功能基因组学主要是指研究一组基因或基因家族在细胞或生物体中的作用及相互作用。
通过使用RNAi技术或制作基因敲除突变体,可以研究拟南芥基因的功能,了解某一基因的生物学作用,以及该基因的作用机制和互作关系等。
2.表观遗传学研究表观遗传学主要研究发育和环境对基因表达的影响以及这些变化如何被维持和遗传到下一代。
拟南芥在表观遗传学研究中被广泛应用。
由于拟南芥生命周期短,操作简单,能方便的检测细胞变异和表观遗传模式变化,因此成为了表观遗传学中的一个重要模型。
3.植物抗逆性研究拟南芥可以在较短的时间内响应和适应各种环境条件的改变,如温度、水分和盐度等,因此在植物抗逆性研究中有着很重要的应用价值。
三、拟南芥在遗传变异的研究中的应用1.自交不亲和 (SI) 的研究在植物基因的遗传变异和杂交育种中,自交不亲和 (SI) 是一个重要的问题,其主要表现在当两个同源染色体上的一对等位基因相遇时,不产生后代。
拟南芥的花器官比较简单,基因组大小适中,使得可用来研究 SI 在遗传变异过程中的作用,对于揭示其分子机制和遗传调控有着重要的作用。
2.量热学研究量热学是通过测量植物或其他生物的基础代谢产生的热量来研究机体代谢活动的过程。
通过利用拟南芥多态性和基因组大规模变异的特点,可以研究机体代谢的调控机制及其与生长和发育的关系。
拟南芥研究中的遗传学和生物学

拟南芥研究中的遗传学和生物学拟南芥(Arabidopsis thaliana),是一种小型的十字花科植物,常被用作模式植物进行遗传学和生物学研究。
由于其遗传自由度高、生长快、基因组信息完整,成为了理解植物基因组结构和功能的重要工具。
一、遗传学拟南芥作为模式植物,其遗传研究的重要性不言而喻。
在拟南芥的遗传研究中,一个最为基础而又有趣之处在于,单个基因的表现往往对应着植株上一定的表型。
这打破了过去对基因与表型关系的简单看法,促进了基因和表型之间更深层次的研究。
现代遗传学的大部分思想,都可以在拟南芥学科中找到例证。
遗传材料的分隔、交换、重组、失活、敲除和转移方式,都常常在拟南芥的研究中被使用。
例如,利用CRISPR/Cas9编辑技术,可以通过对特定基因进行点突变,快速地制作一系列超表型或者缺陷表型植株,从中筛选出与其功能密切相关的基因,并通过这些基因来探索相关的生物学信号通路。
二、生物学近年来,拟南芥在生物学领域的研究中也成为了不可或缺的工具。
从单纯细胞生理学分析到多个创新工具的开发,拟南芥的生物学研究正在深深地影响着生物科技的进展。
拟南芥集合整合了生物学各学科领域的精华内容,特别是基础科学的各种技术手段,如基因测序技术和生物信息学等。
这些技术,使得拟南芥研究带动着复杂定量分析、生态学和进化学乃至全球分类等多种学科的发展,形成了各种各样的研究领域。
例如,拟南芥的逆境适应性机制研究就是生物学中一大热门话题。
逆境适应性是植物多用途的处理机制,使它们能够从环境的各种威胁中存活下来。
对拟南芥的逆境适应性研究,不仅有助于完善我们对逆境适应性机制的认识,还有助于我们寻找更为有效的逆境抗性育种途径。
总结充分认识了拟南芥的遗传学和生物学研究的极度重要性。
作为模式植物之一,它毫不起眼,但承载了无数学者苦功的智慧。
现在的研究是建立在过去微小锤炼工作的基础上发展出来的,我们相信,未来随着科技的不断发展,也必将进一步认识拟南芥和植物的奥秘。
拟南芥的遗传研究和基因突变

探究拟南芥在不同生长发育阶段和逆境条件下的代谢物变化规律, 揭示其代谢调控机制。
推动转化医学和精准农业发展
要点一
转化医学研究
利用拟南芥作为模式生物,研究人类 疾病的发病机制和药物作用靶点,为 转化医学提供理论支持。
要点二
精准农业应用
将拟南芥遗传研究成果应用于作物育 种和农业生产中,通过基因编辑、分 子标记辅助选择等技术手段,实现作 物精准育种和高效生产。同时,利用 拟南芥作为生物指示器,监测和评估 农业生态环境的健康状况。
拟南芥的遗传研究和基因
突变
汇报人:XX
2024-01-11
• 拟南芥概述 • 遗传研究方法与技术 • 基因突变类型与机制 • 拟南芥基因突变研究实例 • 遗传研究在农业领域应用 • 未来展望与挑战
01
拟南芥概述
生物学特性
形态特征
拟南芥是一种小型、多年生草本植物,具有典型的莲座叶丛和直立茎。其叶片呈长椭圆形,花朵为四瓣白色或淡紫色 ,果实为长角果。
且排水良好的环境中。
02Leabharlann 分布范围由于其适应性强,拟南芥现已广泛分布于全球各地,包括北美、南美、
非洲和大洋洲等地区。
03
生长条件
拟南芥对生长条件的要求并不严格,可以在多种土壤类型和温度条件下
生长。然而,为了获得最佳的生长效果,需要提供充足的光照和适中的
水分。
遗传背景与重要性
• 基因组特点:拟南芥的基因组相对较小且简单,约包含120Mbp的DNA序列 和大约25000个基因。这使得对其进行全基因组测序和分析相对容易。
研究植物在盐碱胁迫下 的生理生化反应和分子 机制,发掘耐盐碱相关 基因,通过遗传转化提 高作物的耐盐碱能力。
拟南芥的遗传与表观调控研究

拟南芥的遗传与表观调控研究拟南芥是一种被广泛应用于基因研究的模式植物,因其基因组相对简单、遗传性状可控,成为了研究遗传与表观调控的理想对象。
在这篇文章中,我们将探究拟南芥的遗传与表观调控研究,了解其在科学研究中的应用以及可能带来的发展。
1.拟南芥基因组拟南芥的基因组相对其他复杂植物,如水稻和玉米等而言要简单得多,只有5个染色体、1.5亿个碱基对和27000个基因左右。
同时,拟南芥的基因组序列也已经被完全测定,成为了基因组学研究的经典案例之一。
拟南芥基因组的简单性使其成为了研究遗传与表观调控的理想模型。
2. 拟南芥遗传的研究作为一种模式植物,拟南芥的遗传研究历史悠久。
早在上个世纪90年代,拟南芥的第一个基因就被鉴定出来了。
如今,数百个遗传变异的拟南芥品种已被培育出来,这些品种对于探究植物遗传体系如何控制植物的发育、环境响应等领域提供了重要的贡献。
通过遗传杂交、分子标记和突变筛选等方法,拟南芥的遗传性状已经被深入研究,并相应的得到了解剖探究。
此外,由于拟南芥的生命周期短(仅3-4个月),其遗传转变也可在短时间内被检验。
因此,拟南芥被广泛用于基因突变研究,不仅用于发现特定基因的功能,还用于分析各个基因之间的相互作用和调控机制。
3. 拟南芥表观调控的研究拟南芥的表观调控研究也成为了植物生物学研究的前沿。
表观调控是指通过改变基因组DNA序列上某些部分的化学修饰状态来影响基因的表现形象。
简单地说,表观调控可以使一个植物从某个状态(如发芽、开花)转换到另一个状态(如休眠)。
拟南芥的表观调控研究,包括DNA甲基化、组蛋白修饰等多种方面的研究。
(1)DNA甲基化DNA甲基化是一种通过在DNA分子的胸腺嘧啶环中加入甲基基团来改变其表观状态的方式。
这种化学修饰可以影响基因表达,并间接影响植物生长发育过程。
在拟南芥中,已经鉴定出了多个型号蛋白参与到DNA甲基化调控中,这些蛋白在拟南芥的生长发育过程中扮演着重要角色。
此外,许多胁迫反应途径也与DNA甲基化调控密切相关,如干旱、盐胁迫、低温等都会导致基因甲基化水平的变化,从而影响植物的应对适应性。
拟南芥作为模式植物在分子遗传学研究中的应用

拟南芥作为模式植物在分子遗传学研究中的应用引言拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为小草本植物,其外观和生理特性与其它的植物种类几乎没有什么区别。
但是,由于拟南芥有许多独特的特性,能够在分子遗传学、生化学等领域中进行研究。
本文将从分子遗传学的角度,阐述拟南芥作为模式植物在研究中的应用。
第一章:拟南芥基因组测序拟南芥是与人类、昆虫、哺乳动物等有相似性的模式生物,其基因组已在2000年完成了初步测序。
此后,拟南芥的进化树模型、基因表达的定量和定位研究,基因功能和调控机制研究等领域都有了很大的进展。
该基因组大小为125 Mbp,含约2.87×10⁵个基因序列,约占拟南芥基因组的半数,这些序列编码了多种功能蛋白和功能RNA,如转录因子、激素合成和信号传递、代谢物的生物合成等。
第二章:拟南芥作为基因敲除模式植物拟南芥基因组测序是研究拟南芥发展、生长、种子形成等方面的基础。
借助拟南芥基因组测序,我们可以进行基因敲除。
通过基因敲除,我们可以研究一个基因在植物发生、发展中所扮演的角色和机制,可以通过敲除不同基因,找出控制植物特定抗性、花期、营养代谢、根系生长等复杂性状的基因或基因组。
第三章:基因组水平和转录组水平上的研究基因组水平的研究可以使我们了解整个基因组中基因的数量和排列方式,以及某些基因可被表达的时间和空间。
转录组水平的研究可以揭示一个组织或细胞中所有转录所参与的基因。
因此,基因组水平和转录组水平的研究都是非常重要的,它们使得我们可以更好地理解植物的生理和分子机制。
第四章:生物技术的应用基于拟南芥在分子遗传学研究中的应用,许多生物技术也可以得到应用。
例如,近年来克隆和表达优化就是借助了拟南芥高效表达来完成的。
此外,拟南芥作为两项先进技术-基因转化和CRISPR/Cas9技术的模式生物,基因编辑、转基因等科技也可以得到很有效的开发。
结论作为模式植物,拟南芥在分子遗传领域的研究是非常重要的。
拟南芥作为模型植物在基因研究中的应用

拟南芥作为模型植物在基因研究中的应用拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种小型的草本植物,它可以被用作模型植物在基因研究中的应用。
拟南芥拥有多种优点,如其小型体型、短生命周期、小基因组、稳定的遗传变异性和容易进行和获取一系列基因操作等,这种植物的研究已成为现代生物学的重要领域。
在本文中,我们将探讨拟南芥作为模型植物在基因研究中的应用。
植物基因描述的重要性植物的生命周期中,基因在生长和发育过程中起着关键的作用。
研究这些基因,可以增加对植物生物学的了解,同时对未来的农业生产,疾病的治疗等方面的应用,提供了理论基础。
植物基因研究的方法植物学家研究植物基因常用的方法包括DNA数组技术、瞬态转化、荧光素酶报告、蛋白质互作和基因敲除技术等。
通过这些方法获得的分类基因数据可预测植物基因编码的蛋白质的表现形式,从而揭示与其生长和发育相关联的生理和分子事件。
拟南芥的优势作为模型植物,拟南芥比其他植物更适用于基因研究。
它的基因组小且精简,有大量确定的基因序列信息,其短生命周期使得研究者能够在短时间内将遗传材料进一步遗传,以探究新的基因产生的影响。
拟南芥非常容易进行一系列基因操作,如开发基因纯合系,转化遗传物质,口服治疗以及利用其众多突变体分析基因和功能等等。
此外,由于提交拟南芥的样品到数据中心不仅容易且无成本,全球研究者可通过公共数据库,访问、分享和共享基因组数据。
拟南芥的一些基因研究拟南芥作为模型植物,已经在许多生物学研究项目中得到了应用。
如植物对盐渍土壤的适应性研究,拟南芥体内ENA1蛋白表达并调节植物对高盐胁迫的适应。
拟南芥的硫酸化代谢过程丰富,硫酸化需要PAP(三磷酸腺苷硫酸酯)酶集合控制,这对于植物生长过程中的生物化学生理来说十分关键。
与此同时,通过对拟南芥糖原生物转运的研究,则有利于我们日后了解人类胰岛素分泌在糖原代谢中的机制。
总结从以上讨论可以看出,拟南芥牢固地成为认识植物基因和遗传学的实验平台。
拟南芥遗传学的应用及意义

拟南芥遗传学的应用及意义拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种小型、快速生长的植物,在植物学研究中具有重要的地位。
拟南芥遗传学研究,则在基础科学研究及生物技术应用上均有广泛的应用。
本文将从拟南芥遗传学的基础研究、突变体筛选、基因功能研究及基因编辑技术等方面阐述其应用及意义。
一、拟南芥遗传学的基础研究拟南芥是由模式生物学家选定的模式植物,其遗传学研究得到了广泛的关注。
拟南芥基因组已被完整测序,包含哺乳动物细胞数量的基因且基因功能与人类基因的相似度高。
在拟南芥遗传学的研究中,研究者常用遗传学家直觉(such as the law of segregation和the law of independent assortment)和遗传耦合(genetic linkage)原理进行遗传分析,并拟合遗传学家描述的基因遗传和表达规律。
在有关拟南芥基础研究中,研究者借助于基因敲除、基因表达定向等手段,对各种基因调节网络进行探究。
这些基础研究对于其他生物体系的研究具有重要的意义,例如,人体疾病发生与发展机理研究以及抗病、抗旱、抗凌霜性状的研究等。
二、突变体筛选拟南芥由于其小型、快速生长等特性,成为了寻找突变体的理想模式生物,对于突变体的筛选已成为基因功能鉴定的重要手段之一。
突变体指有突变基因的个体,这些突变基因会导致其表现性状与野生型有所不同。
由于拟南芥基因组序列已解析,使得研究者更容易确定相应基因的基因型,并通过合适的实验手段,观察到相应的表现型差异。
通过针对不同表型的突變體進行基因調控研究,科學家已探索出許多關於生长与发育以及植物形态维持等基本生物学问题的新发现。
例如,通过HAE、SERRATE和UDT1基因突变实现卵胞发育研究,NAC基因突变研究植物的生长和发育。
这些突变体的成功筛选,为拟南芥基因功能研究和进一步的生物制造技术提供了有益支持。
三、基因功能研究拟南芥基因组广泛的遗传多样性和易于研究使其成为基因功能鉴定的骨干模式生物之一。
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模式植物拟南芥遗传应用综述摘要:拟南芥作为一种比较经典的“模式植物”,在研究相关的其他生物的生命活动规律中,因其结构简单,相似性高,而表现出其他生物无法比拟的优越性,成为了科学家们最理想的研究对象。
本文分别从问题的提出、历史的发展、现状的分析和前景的预测四个方面对拟南芥在科学界的地位及作用进行了综合性的总结和叙述。
关键词:拟南芥;模式植物;遗传;应用一、前言纵观过去和现在,科学界对拟南芥的重视程度以及拟南芥在生物遗传学的地位有着巨大的差异。
尤其是近几年来,科学界对拟南芥的热衷程度日渐加深,完全不同于90年代以前的冷淡。
而且现在的科学家们对于拟南芥的研究方向是各种各样的,越来越广泛。
本文就是对拟南芥在不同研究课题下所起的作用、在遗传应用上所表现的优越性进行一个总结性的综述,探讨产生此种现象的原因,从而得出此种作物在生物学上的大致研究方向,并作出相应的前景预测,让我们对它的研究潜力进行进一步的挖掘,让它的贡献更大化。
此外,也希望通过本文,让大家对拟南芥在过去和现在的发展有一个更加清楚的了解,把握住大致的脉络,并对今后的研究提供相应的指导和帮助。
二、历史的发展:虽然孟德尔以豌豆为实验材料开创了现代遗传学, 后来麦克林托克又研究了玉米, 发现了惊人的“跳跃基因”, 但总的来说, 这些植物都不是研究分子遗传学的良好材料。
高等植物通常需要较大的种植面积, 特殊的条件, 而且繁殖周期长。
更糟的是, 植物的基因组通常都很大(例如, 玉米的基因组比果蝇的大两个数量级), 使人们难以分离到特定的基因[1]。
因此, 虽然K’Roberts早就认为植物是研究发育的良好系统,但迄今为止, 在研究植物的细胞分化和形态发生等方面一直进展迟缓。
长期以来, 分子生物学家们一直希望能在植物中找到象动物中的黑腹果蝇(Drosophila me-lanogaster)那样繁殖快, 易于在实验室中培养,并能用分子生物学和遗传学技术进行广泛研究的实验材料,以便从根本上改变植物遗传学研究的长期落后状况。
1985年4月13-19日在美国科罗拉多州召开的植物遗传学UCLA上, 科学家们宣布, 他们终于确定了植物王国中的“果蝇”—拟南芥,而这也奠定了拟南芥在将来时期的地位。
2.1拟南芥的研究进度以及介绍拟南芥(Arabidopsis thaliana) 是一种极普通的草本植物,常用俗名鼠耳芥,是一种十字花科植物,广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究,已成为一种典型的“模式”植物。
近年来,植物科学中许多有价值的发现几乎都是以拟南芥为实验材料取得的,因此它被誉为植物界的“果蝇”。
拟南芥具有以下主要特点:(1)形态个体小,高度只有30 cm左右;(2)生长周期快,从播种到收获种子一般只需6周左右;(3)种子多,每株每代可产生数千粒种子;(4)形态特征简单;(5)基因组小,只有5对染色体。
早在1907年,Strasburger就利用拟南芥研究了染色体的连续性。
他的学生Laibach于同年发现拟南芥间期核中的异染色质体的数目与其中期染色体数相同,这种现象在植物界中是比较少见的。
拟南芥的染色体数目为2n=10,其基因组的遗传连锁图总长度为430 cm(分摩)。
由于REdei, McKelvie等的工作,至今为止已有75个拟南芥基因座位被定位在5个连锁群中(与,对染色体相符合,其中第1号染色体上有23个基因标记,第2号上有10个,第3号上有6个,第4号上有14个,第5号上有22个)。
在拟南芥中,未发现有与功能相关联的基因连锁群。
此外,拟南芥形体小,易于在实验室种植(可在简单的合成培养基上生长,也可在培养液中生长,且世代周期短(仅:4-5星期),其生活史的长短可通过光照周期的化来调节。
根据DNA复性动力学分析,拟南芥的基因组仅为7万kb,与果蝇、线虫的基因组大小相仿(作为比较,人的基因组约为20万kb,黑麦的基因组约为790万kb)。
还有,拟南芥的基因组中重复顺序很少,这对于染色体分析、基因分离和基因克隆化均很有利。
即使从单个基因的水平看,拟南芥基因组仍有明显的优越性。
例如,大多数植物的种子蛋白基因是多拷贝的,而Meyerowitz小组发现,拟南芥的种子蛋白基因是单拷贝的。
他们以克隆化的拟南芥种子蛋白基因为探针,首次以拟南芥为实验材料用原位杂交技术分析了植物基因的表达。
他们发现,仅在胚细抱中才有种子蛋白的mRNA。
虽然该结果本身是意料之中的,但重要的是,能够将原位分子杂交技术应用于拟南芥。
要知道,适用于该技术的植物种是不多的。
2.2拟南芥早期在细菌能产生有利变异、分子遗传学、探究新的研究方法等方面的应用[2]A、农杆菌转化用Ti质粒转化植物叶或茎组织的方法日益广泛地用于植物的DNA转化工作.在烟草已建立了较好的转化系统,并已将这一体系应用于拟南芥。
但叶的转化率还较低,近年来发展了转化其根组织的体系。
经转化可以将某种功能的基因转人整个植物中,以研究调节基因等,而且可能引人单基因到突变休中使之互补突变位点。
如“基因失活引起乙醇脱氢酶缺陷型的突变株,当引人野生型编码乙醉脱氢酶的基因到这个突变基因所在染色体上时,可恢复突变的Adh基因的活性。
拟南芥的Ti质粒转化是研究其基因结构和功能的重要手段之一。
B、植物—植物病原菌相互关系的分子遗传学研究植物的致病与不致病是植物与病原菌之间相互作用的结果。
Flor曾提出gene-for-gene的理论,此学说在许多的植物病原菌—植物致病休系中得到初步证实。
要从本质上了解植物的抗病、病原菌的致病过程,还有赖于进行两个方面的分子遗传学研究。
近年来植物病原菌的分子遗传学研究有了很大进展,分离到许多有用的突变体川。
也分离到一些与致病有关的基因,以及与寄主专一性有关的基因等。
对致病过程有了一些了解,但致病过程的分子遗传机理是十分复杂的,仍需要进一步的研究。
另外,若只做病原菌分子遗传学单方面的研究,必然不能最终了解致病的遗传机理,因此,开展植物方面的分子遗传学研究是十分必要的,对农业的实际意义也十分巨大。
由于拟南芥是黄单胞杆菌X.c.Pv·camPeotris的寄主植物,具有许多适于分子遗传学研究的特点。
以拟南芥为寄主植物的植物—植物病原菌分子遗传学研究正在迅速开展。
somor,ille研究了黄单胞杆菌在拟南芥上的致病性,对其一般病症进行了描述,同时测定了接种黄单胞杆菌后,叶组织中叶绿素的变化情况。
Dav认用拟南芥的细胞培养液做为研究材料,研究了植物保护性反应的诱导特征,测定了培养液中酶学的变化,对了解植物保护反应的诱导产生等方面具有意义。
本文作者建立了拟南芥—黄单胞杆菌的植物致病体系,并由此体系出发,克隆了以拟南芥columbia为寄主的无毒基因,并筛选到columbia的相关突变体,这都证实了所建体系的正确性,并且植物杂交结果也初步证实了这一体系中的gene-for-gene理论式植物—植物病原菌的分子遗传学关系的存在。
staskawicz用p·syringae与拟南芥建立Ti相似的体系,也找到了相关菌的无毒基因。
对拟南芥的抗性基因定位、克隆的工作正在继续。
随着对拟南芥的抗性基因研究的深人,对进一步认识植物抗病、病原菌致病的遗传机理有重要意义。
C、拟南芥基因转移新方法一真空渗入法的研究以拟南芥(ArabidoPSisth)生态型Landsbet’gerecta为试材,在含有所构建的CaMVBari一1株系基因巩的质粒(pJO530::Bari-1GVI)的根癌农杆菌(Agrobaeteriumtum)菌种Gv3101的介导下,研究了基因转移的新方法一真空渗入法.这种方法简便、快速、可靠且无需经过组织培养阶段即可获得大量转化植株.适宜的转化条件是将生长健壮,除去主苔后4天的成株连同营养钵倒置浸入被渗入培养基稀释的农杆菌抱子悬浮液,其光密度为0.8,在吸力为1.7m/h 的真空泵下断续处理2min/30s,置于24h连续光照下的气候室培养,待种子收获后在含有潮霉素的选择培养基选择转化植株。
PCR分析及EUSA检测,该方法的转化效果高达0.71%.小结:通过以上的事例可以看出,在早期,科学界对于拟南芥的研究由于技术的限制并没有多大的发展,但是却有很多的科学家已经意识到了这种植物的潜在价值,对于一些常规方法不能解决的问题,拟南芥作为一种媒介可以达到很好的效果,尤其是在基因遗传的有关方面。
总的来说,此时有关拟南芥的研究均处于初级阶段,大规模应用还没有形成。
三、现状的分析:经过了科学家们长期的研究,以及现在科技的高速发展,拟南芥在各方面的应用已经去的了长足的进步,比如在基因的调控方面、基因表达的转导研究、在甘油-3-磷酸乙酰转移酶等方面的研究。
3.1拟南芥甘油-3-磷酸乙酰转移酶参与合成甘油脂类甘油脂类包括甘油三酯或称之为脂酰甘油(triacylglycerol)和甘油磷脂(phospholipids)。
甘油三酯最重要的生理功能是贮存能量和供给能量。
甘油磷脂是生物膜的重要组成成分,构成疏水性的“屏障”,分隔细胞水溶性成分及将细胞划分为细胞器、核等小的区,保证细胞内同时进行多种代谢活动而互不干扰,维持细胞正常结构与功能[3]。
拟南芥甘油-3-磷酸乙酰转移酶1(ATGPAT1)证明参与拟南芥花粉发育过程中的甘油三酯和甘油磷脂的合成。
A TGPA T1是一个定位在线粒体膜上的甘油-3-磷酸乙酰转移酶。
通过研究ATGPAT1的基因敲除突变体(atgpat1-1和atgpat1-2),发现突变体相对于野生型花序中的甘油脂类下降10%,说明ATGPAT1参与到甘油脂类的合成。
同时突变体的育性严重下降,而导致突变体的不育原因是花粉产量的严重下降。
进一步研究表明,导致花粉败育的主要原因是由于花药绒毡层的发育异常。
在花粉发育过程中,绒毡层细胞分泌营养物质支持花粉发育。
而绒毡层的分泌功能与其中的内质网结构密切相关。
通过透射电子显微镜技术对比突变体与野生型的绒毡层细胞发现,突变体的内质网结构异常并且伴随着绒毡层细胞分泌量降低。
说明ATG-PAT1的功能缺失导致绒毡层中的磷脂合成异常并进一步导致内质网结构的异常。
而花粉在花药中的正常发育,既依赖于花药尤其是绒毡层细胞的供给支持,也取决于花粉自身的分子与细胞功能。
研究表明,ATGPAT1同样影响花粉自身的甘油脂类的合成。
突变体花粉中的储存类的甘油三酯以及组成内膜系统的甘油磷脂都有一定程度的降低。
花粉的脂类内容物被认为在花粉萌发及其后的花粉管生长中提供能量以及生物膜的组成成分,所以突变体花粉的脂类内容物的降低进一步影响了花粉的有效授粉及萌发过程。
由此可展望甘油-3-磷酸乙酰转移酶家族在植物生理研究及农作物遗传育种上发挥的作用:1、甘油-3-磷酸乙酰转移酶家族可能参与植物花粉外壁单体的组合;2、在相关农作物中过表达GPA Ts可能提高脂类产量及抗逆表现。