basta筛选拟南芥的原理
拟南芥天然变异基因类型的分子机制及其生物学研究
拟南芥天然变异基因类型的分子机制及其生物学研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种草本植物，是全球植物分子生物学和基因功能研究的模型物种之一。
它具有一系列的天然变异基因型，这些变异基因型在拟南芥的研究中发现和应用广泛。
本文将探讨拟南芥天然变异基因类型的分子机制及其生物学研究。
一、拟南芥天然变异基因型的分子机制1. SNPs拟南芥基因组中的单核苷酸多态性（SNP）是一种常见的天然变异基因型。
这些基因型的起源是自然选择和随机漂变。
SNPs中，根据其位置信息，又可以分为Intron和Exon SNPs。
Intron SNPs位于内含子区域，Exon SNPs位于外显子区域，因此在翻译时会对氨基酸序列产生影响。
SNPs的过程中会产生致病或者抗药性突变。
2. IndelsInsertions和Deletions（Indels）也是拟南芥基因组的常见天然变异基因型。
这些变异基因型起因于染色体非均相性以及随机突变。
Indels通常发生在Intron和非编码序列区域，在Exon中发生相对较少。
Indels的发生对于基因组的稳定性和完整性有很大影响。
3. 复制数变异复制数变异（CNV）也是一种常见的天然变异基因型。
这些变异基因型通常是由于基因组区域中某个序列被重复次数的变化所导致。
CNVs通常发生在非编码区域，如内含子和上下游区域。
二、拟南芥天然变异基因型的生物学研究1. COP1The CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC1（COP1）基因是拟南芥中最著名的天然变异基因型之一。
COP1基因是调控光形态发育的重要基因，拟南芥中的COP1基因突变型条件下会导致雄性不育。
通过对基因序列的定位和分析，研究者发掘出COP1基因的相关调节因素，为日后的相关研究奠定了基础。
2. PUB4The Plant U-Box Protein4（PUB4）基因是拟南芥中第一个被充分研究的天然变异基因型之一。
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T-DNA插入突变体的鉴定
拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定09生工吴超 200900140129一、实验原理T-DNA插入法是反向遗传学研究的重要手段。
T-DNA是农杆菌的一个大质粒，长度在25kb左右。
野生型农杆菌的T-DNA上带有激素合成基因，感染植物后会导致植物细胞快速增殖形成愈伤组织，失去分化能力。
所以一般实验使用改造后的农杆菌——T-DNA中导入了卡那霉素抗性基因和抗除草剂基因。
因此在农杆菌感染植物后可用除草剂来筛选转化子。
在转化子培养到F2代出现分离后，就需要对其基因型进行鉴定。
T-DNA插入突变体鉴定方法主要有两种：三引物法和双引物法。
在本实验中使用三引物法。
三引物法的原理如图1所示，即采用三引物（LP、RP、BP）进行PCR扩增。
野生型植株目的基因的两条染色体上均未发生T-DNA插入，所以其PCR产物仅有1种，分子量约900bp（即从LP到RP）；纯合突变体植株目的基因的两条染色体上均发生T-DNA插入，T-DNA本身的长度约为25kb，过长的模板会阻止目的基因特异性扩增产物的形成，所以也只能得到1种以BP与LP或RP为引物进行扩增的产物，分子量约为400-700bp；杂合突变体植株只在目的基因的一条染色体上发发生了T-DNA插入，所以PCR扩增后可同时得到两种产物。
上述3种情况的电泳结果差异明显，能有效区分不同基因型的植株。
此法优点是可同时鉴定出纯和突变体并确证T-DNA的插入情况。
图1 T-DNA插入示意图CATB，即十六烷基三甲基溴化铵，是一种离子型表面活性剂。
能溶解细胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚，从而使DNA得以游离出来。
并且CATB可在高离子强度的溶液里与蛋白质和大多数多聚糖形成复合物进而形成沉淀，但不沉淀核酸。
本实验使用CATB抽提DNA。
聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是体外核酸扩增技术。
它具有特异性高、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点；能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至几万倍，使肉眼能直接观察和判断。
园艺-拟南芥侵染和筛选的流程
园艺-拟南芥侵染和筛选的流程-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1摇菌（1）小摇：在超净工作台中取出无菌离心管，加入4ml纯净LB液体培养基，加入4ul 50mg/ml浓度的卡那霉素，加入8ul 10mg/ml浓度的利福霉素，加入阳性菌菌液，摇匀；在摇床中28℃培养2天；（2）大摇：在250ml三角瓶中加入150ml纯净LB液体培养基，加入150ul 50mg/ml浓度的卡那霉素，加入300ul 10mg/ml浓度的利福霉素，加入1.5ml 菌液，过夜摇菌。
2配侵染液（1）1L超纯水中加入10g蔗糖及40ul表面活性剂 Silwet L-77，磁力加热搅拌器搅拌均匀；（2）大摇后的菌液用分光光度计测OD600，用离心后的上清液作为对照，菌液OD600在0.8~1.0之间时，可以进行下一步；（3）将菌液倒入50ml圆底离心管中，常温4000g离心10分钟，收集菌株；（4）倒掉上清，加入少许侵染液，用移液器把菌打散打匀，倒入侵染液中。
3农杆菌花序侵染（1）托盘垫上报纸，润湿，取八盆培养良好且适合侵染的拟南芥，每盆四株；（2）将全部的花全浸到侵染液中，全部的花均需浸湿，若花无法碰到侵染液，则用戴手套的手浸湿，每盆浸湿2分钟；（3）然后将植株迅速平躺放到托盘中，用黑塑料袋盖住；（4）暗处理24小时后正常培养；（5）用于摇菌的三角瓶，侵染用的瓶子、50ml插口圆底离心管及剩下的侵染液与菌液上清均需高温高压灭菌。
4收种子侵染后的拟南芥苗正常培养，30天时收取第一批种子，40天时收取第二批种子，晒干7~10天。
5 筛选T1代转基因阳性植株5.1 选择性培养基筛选（1）将种子倒入10ml离心管中，加满拟南芥种子消毒液（0.5%SDS、0.8%NaClO），均匀打散种子，手摇振荡15分钟；（2）在超净工作台中倒掉消毒液，加满灭菌水，将种子完全打散，振荡洗涤；（3）室温3000g离心2分钟，在超净工作台中倒掉无菌水，注意不要倒掉种子，重复进行五次洗涤过程；（4）加入0.2%琼脂糖悬浮种子，用移液器均匀涂在50ug/ml卡那霉素100ug /ml头孢菌素的MS固体培养基板上，每个板3ml，晾十五分钟，等水被板吸干后再封膜；（5）暗处理春化3d；（6）将选择性培养基上长出的T1代转基因阳性植株移到土中正常培养。
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。
拟南芥LHY基因超表达与成花转变
高等植物开花是由内部基因和外界环境共同 作用来完成。这个调节过程涉及错综复杂的信号 通路。拟南芥作为研究植物开花调控途径的模式 植物，它对环境条件比较敏感并且适于利用遗传 学技术对其开花机制展开研究，目前对控制其开 花时间尤其开花信号通路研究方面取得了很大进 展。环境因子是多种开花调控网络的组成部分， 遗传和分子生物学研究鉴定出 4 条调控植物开花
收稿日期：2020-04-26 基金项目：天津农学院研究生培养质量提升项目（101018） 作者简介：尹晟（1994—），男，硕士在读，从事果树遗传方面的研究。E-mail：554182342@。 通信作者：龙鸿（1964—），男，教授，博士，主要从事果树遗传、发育生物学研究。E-mail：longhong@。
的主要途径：光周期途径、自主开花途径、春化 途径和赤霉素（GA）途径[1-5]。
植物在长期进化过程中，形成了随着外界昼 夜循环同步变化的内在控制时长的生物学机制生物节律钟（circadian clocks），调控气孔开闭、 生长、光周期等生理过程[6]。光周期途径中的核心 调控蛋白 CONSTANS（CO）与数个信号系统相连， 如生物节律钟和光信号的光受体[5]，光信号则与内
突变基因的拟南芥实验研究
突变基因的拟南芥实验研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种模式植物，在生物学研究中发挥着重要的作用。
它的基因组序列已经被完整解读，并且其外观简单、生长周期短等特点，使得其成为基因功能研究的最佳实验材料。
突变基因是指由于DNA序列的变异，造成突变的基因。
拟南芥的突变基因贡献了大量关于植物发育与繁殖等方面的科学研究成果。
突变基因的发现突变基因的发现可以通过自然突变和诱导突变两种途径实现。
自然突变是指在自然条件下，由于DNA杂交、突变等自然因素，使得基因产生突变。
而诱导突变，则需要使用特殊的化学试剂或是电磁辐射等手段对DNA进行干预，从而获得突变基因。
诱导突变的方法目前，诱导突变的方法主要有以下几种：1. EMS法EMS是Ethyl methanesulfonate的缩写，是一种碱基化剂，能够导致DNA中的鸟嘌呤碱基突变。
通过对拟南芥幼苗进行EMS浸泡处理，可以获得大量的突变体。
2. Gamma射线法Gamma射线是一种高能辐射，能够直接影响DNA分子结构，从而导致基因突变。
使用Gamma射线进行诱导突变，可以获得不同类型的突变体，包括缺失、插入、点突变等。
3. T-DNA插入法T-DNA是一种细菌表现元（bacterial virulence factor），广泛存在于土壤中的根际细菌Agrobacterium tumefaciens中。
因为T-DNA能够与植物基因组发生同源重组，因此可以通过向植物中转化Agrobacterium，从而将T-DNA插入到植物基因组中，诱导基因突变。
突变基因的分析方法了解突变基因的表达情况，可以通过基因表达谱、荧光素酶检测、Northern blotting、Western blotting等多种方法实现。
其中基因表达谱是最常用的一种方法，能够快速、准确地检测基因的表达情况。
拟南芥突变基因的研究拟南芥作为模式植物，其突变基因的研究对于植物的发育和繁殖等方面具有重要的意义，以下是一些拟南芥突变基因的研究案例。
拟南芥ABA信号途径对胁迫响应的调控机制
拟南芥ABA信号途径对胁迫响应的调控机制植物一直是人类生活中不可或缺的一环。
众所周知，它们能够对环境的变化作出迅速的响应，如干旱、高温等恶劣环境的出现。
而这种响应系统是由一组复杂的信号通路构成，其中拟南芥ABA信号途径就是其中之一。
ABA，即脱落酸（Abscisic Acid），是一个重要的植物激素。
它被广泛认为是植物应对各种胁迫的关键因素。
在拟南芥中，ABA的合成、转运和避免被降解的机制受到环境胁迫的调节。
因此，拟南芥ABA信号途径被认为是植物响应非生物胁迫的关键途径之一。
拟南芥ABA信号途径的调控机制是如何工作的呢？ABA信号被传递到细胞质、细胞核和质膜区域的过程中，分别包含ABA受体、ABA信号转导分子和ABA感受器这些主要部分。
ABA受体被识别为水通道蛋白（aquaporins）、扩张素受体样蛋白（PYR/PYL/RCARs）和蛋白激酶C的抑制剂（PP2C）等。
当ABA受体与ABA信号结合后，ABA感受器就会开启并向下传递信号。
此时ABA感受器会激活蛋白激酶，从而激活ABA信号转导分子，并将其送到细胞器中。
ABA信号转导分子的作用就是帮助植物对环境胁迫做出反应，从而提高其适应能力。
然而，在这个过程中，一些关键的基因和蛋白分子起着重要的作用。
研究表明，ABA调节亚细胞级联中所涉及的基因包括ABAR、ABF、ABI、HAB等。
这些基因和蛋白质具有调节钙离子稳态、开发响应性基因组、调节ABA信号转导分子等的功能。
同时，这些基因和蛋白质也可以被利用来提高植物对严酷环境的适应能力。
总之，拟南芥ABA信号途径对胁迫响应具有重要的调控机制。
它不仅包括一系列复杂的信号通路，同时也涉及许多基因和蛋白分子的协同作用。
通过不断深入地研究，我们将能对植物适应性生长的控制做出更好的了解，并利用这些知识来促进农业生产的发展。
模式植物-拟南芥
Reporters
Gal4 GUS GUS LexA-Gal4-GUS LexA(2×) Gal4(2×)
转录激活子检测： 对照组 GD + Gal4-GUS 检测组 GD-Gene + Gal4-GUS
转录抑制子检测： 对照组 GD + LD-VP16 + LexA-Gal4-GUS 检测组 GD-Gene + LD-VP16 + LexA-Gal4-GUS
JAZ JA bHLH GL3 EGL3 TT8
bHLH/MYB
JAZ
+
bHLH/MYB
？ Downstream Factors Trichome Initiation
MYB
MYB23 GL1
JA
SA
抑制
GA
(三) microRNA
microRNAs (miRNAs)是动植物体内普遍存在的一种长度为 20-22核苷酸的非编码RNA，它们主要参与转录后基因表达调 控。每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调 节同一个基因。
2. bHLH类转录因子：
GLABRA3 (GL3), ENHANCER OF GLABRA3 (EGL3)
3. 含WD40重复序列的转录因子：
TRANSPARENT TESTA GLABRA1 (TTG1)
4. C2H2类转录因子：
GLABROUS INFLORESCENCE STEMS (GIS) ,GIS2, Zinc Finger Protein 5 (ZFP5), ZFP6, ZFP8
三种生态型形态差异：
• 拟南芥的种植和培养
1. 温室生长 2. 无菌培养
• 拟南芥研究常用网站： 1. NCBI /
接种拟南芥的原理
接种拟南芥的原理拟南芥（学名：Arabidopsis thaliana）是一种常见的模式植物，被广泛用于植物生物学研究。
接种拟南芥是一种将外源基因转移到拟南芥中的手段，从而实现对植物形态、生理和生化过程的研究。
接种拟南芥的原理可以分为以下几个步骤：1. 构建转基因质粒：首先需要将感兴趣的外源基因克隆到适当的表达载体中，形成转基因质粒。
该过程一般通过分子生物学技术如PCR、限制酶切和连接等完成。
2. 转化接种：将转基因质粒导入Agrobacterium tumefaciens（根癌土壤杆菌）细菌中。
通过抽取这些细菌的DNA，转基因质粒将被导入细菌细胞中的线性DNA片段。
3. 感染植物：将转化后的细菌（含有转基因质粒）接种到拟南芥的嫩叶表面上。
在该过程中，A. tumefaciens通过其特有的致病性酶（vir基因）和植物细胞之间的相互作用，成功地将转基因质粒导入拟南芥的细胞内。
4. 培养植物：在接种完拟南芥后，细菌继续在植物细胞中拷贝和表达转基因质粒的DNA。
在菌体的作用下，拟南芥细胞会产生若干新的突变体。
5. 分离转基因：通过选择合适的培养基和筛选条件，可以区分和分离出含有转基因质粒的细胞。
一般来说，可以通过添加抗生素来筛选出带有抗性基因的转基因拟南芥细胞。
6. 鉴定转基因：最后，通过分子生物学技术如PCR、Southern blotting等方法，对筛选出的转基因植株进行鉴定，确认是否成功地将外源基因转入拟南芥细胞中。
接种拟南芥的原理是利用了拟南芥作为模式植物的优势，其基因组相对较小且已经被完整测序，同时拥有较短的生命周期和方便的遗传操作。
通过接种拟南芥，可以轻松地揭示基因功能、信号转导、发育过程、抗病性和抗逆性等方面的分子机制。
拟南芥转化技术的优点在于其操作简便、转化效率高、操作时间短以及实验结果的准确性高等。
因此，拟南芥成为了研究基因工程技术和植物生物学的重要模式植物之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
basta筛选拟南芥的原理
Basta筛选拟南芥的原理是基于转基因技术。
首先，通过农杆菌转化法将含有激活标记质粒pSK1015的农杆菌直接喷雾进行转化拟南芥，构建拟南芥的激活标记突变体库。
然后，以抗除草剂Basta为筛选标记，对转化后的拟南芥进行筛选。
在筛选过程中，不同时期喷洒不同浓度的Basta，以观察其对拟南芥生长的影响。
研究发现，拟南芥转化体刚长出2叶时比较敏感，此时开始喷施Basta效果比较好。
同时，PPT含量为135%的情况下，稀释2000～4000倍喷施效果好，此时既可有效筛选出阳性苗，又不会抑制阳性苗的生长。
第一次喷施后6天左右移栽阳性苗较好，此时可以明显区分出阳性苗，且移栽后缓苗快、长势好。
因此，Basta筛选拟南芥的原理是基于转基因技术，通过抗除草剂Basta作为筛选标记，筛选出具有抗性的阳性苗。
通过合理控制喷施时间和浓度，可以有效筛选出拟南芥的抗性阳性苗，为进一步的研究和应用提供基础。