擬南芥栽培關鍵技術研究

王連軍，李艷美，宋昌梅

（1.上海辰山植物園，上海201602；2.黑龍江大學生命科學學院，黑龍江哈爾濱150080）

擬南芥，拉丁名為Arabidopsis thaliala（L.），屬于十字花科擬南芥屬植物，又稱為阿拉伯草、鼠耳芥，在我國山東、內蒙古、甘肅、云南、西藏等省份均有分布，同時在非洲和歐洲也有分布。擬南芥植株矮小，高20～30 cm，生長周期較短，種子多，然而卻是科學研究的重要模式植物。

作為重要的模式植物，國內外對其研究報道非常多。將擬南芥的基因轉入水稻中表達，可以提高水稻對水分的利用能力[1]，也有對擬南芥中生長素基因開展的研究[2-5]，目前，國內外關于擬南芥栽培方法有一些報道[6-9]，然而，擬南芥的栽培卻面臨一些問題，比如植株生長特別弱小，花期提前。該文從最基本的擬南芥栽培介質入手，來解決以上問題，可以為擬南芥的栽培提供重要參考價值。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

采用野生型擬南芥為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 擬南芥培養。試驗采用直接點播法，即先用75%的乙醇將擬南芥種子消毒5 min，再用質量分數為0.5%的次氯酸鈉表面消毒，于4℃黑暗條件下放置3 d后，直接點播于不同類型的小型花盆中，并在22℃、光照16 h、黑暗8 h的條件下培養。

1.2.2 傳統擬南芥培養介質。傳統擬南芥栽培介質即為草炭、蛭石、珍珠巖，按照1∶1∶1的比例配置，配好混勻后即可用于擬南芥的培養。

1.2.3 改進后的擬南芥培養介質。改進后的擬南芥栽培介質：草炭、蛭石、珍珠巖，按照1∶1∶1的比例配置，在混合之前，分別將3種介質過80目的鐵篩子，將大顆粒的介質捏碎過篩子，最后不能通過篩子的大顆粒棄用，通過篩子的3種介質再按照1∶1∶1的比例混勻，混勻后即可用于擬南芥的培養。

2 結果與分析

2.1 兩種土壤介質的對照

如圖1A所示，傳統的土壤介質，草炭、蛭石、珍珠巖，按照1∶1∶1的比例配置，配置后顆粒較為粗糙。如圖1B所示，3種介質通過80目的篩子后，土壤介質變得非常精細。

2.2 傳統土壤介質培養擬南芥

如圖1所示，用傳統土壤介質培育的擬南芥，幼苗生長很慢，植株非常弱小，而且在植株生長2周左右就開花，這是非常不正常的。這樣的植株很難收到種子，即使能收到種子，種子也很少很不飽滿，表明擬南芥的生長受到了脅迫。

2.3 改良介質培養擬南芥

如圖3所示，用改良后土壤介質培育的擬南芥，擬南芥種子消毒后，播種于改良后的土壤介質中，1周后，種子萌發成2片子葉的幼苗，在顆粒細小的擬南芥培養介質中，幼苗生長迅速。2周后可長出6個葉片以上。幼苗生長非常快，植株生長非常健壯，植株底座較大，3～4周后開始逐步開花，花大果莢多，種子飽滿，相比于傳統介質培養的擬南芥，效果非常顯著。

2.4 多個參數的比較

相同生長環境中，傳統介質培養的擬南芥，平均植株高度為8 cm，此時植株開始開花，距離播種的時間為14 d，單個植株的果莢個數很少，平均個數小于8個；而改良后的土壤介質，平均植株高度為20 cm，此時植株開始開花，距離播種的時間為25 d，單個植株的果莢個數非常多，平均個數為23個，如表1所示。

表1 各種參數數值

3 討論

20世紀90年代，由于擬南芥植株相對較小，種子多，生命周期短，基因組也比較小，便于遺傳方面的分析和操作，因此開始被研究者作為首選模式植物，2000年，擬南芥全基因組測序完成，迄今為止，關于擬南芥的國內外學術論文達到5萬篇以上。然而擬南芥的生長受多種因素的影響，比如土壤介質、溫度、濕度、光照、通風狀況等，該文為了探索擬南芥生長的主要影響因素，采取控制變量法，即把土壤介質作為主要因素，同時控制其他因素如濕度、光照、溫度等條件不變。從研究結果來看，改良后的土壤介質，擬南芥生長較快，植株健壯，種子飽滿，這表明土壤介質是擬南芥生長的重要因素。改進后的土壤介質，可解決擬南芥植株矮小、早開花等培養過程中遇到的問題。