模式植物-擬南芥

模式植物—擬南芥擬南芥簡介實(shí)驗(yàn)技術(shù)-原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化所謂模式生物是指生物的一個(gè)物種，它在人們研究生命現(xiàn)象的過程中長期、反復(fù)的被作為研究材料，并且，從這個(gè)物種的研究中得出的許多生命活動(dòng)規(guī)律往往代表了許多物種共同的規(guī)律。于是人們?cè)趯?duì)該物種的形態(tài)、解剖、生理、生化、細(xì)胞及遺傳進(jìn)行全面分析和歸納的基礎(chǔ)上，把它作為典范，將對(duì)其研究中得出的規(guī)律，推演到相關(guān)的生物物種中，從而加快了對(duì)其它各種生物研究的步伐。作為模式生物必須具備的基本條件，大致可歸納以下幾點(diǎn)：

1.必須容易培養(yǎng)，成本低廉，隨時(shí)獲取以供實(shí)驗(yàn)研究；2.繁殖周期短，并能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的后代，滿足研究分析的需求；3.十分方便地取得種內(nèi)的遺傳變異體；4.已經(jīng)過長期研究取得該物種的豐富背景信息。模式微生物模式動(dòng)物模式植物擬南芥？擬南芥簡介擬南芥，拉丁名：Arabidopsisthaliana，又名鼠耳芥，阿拉伯芥，阿拉伯草。它屬于植物界的被子植物門，雙子葉植物綱，白花菜目，十字花科的擬南芥屬。形態(tài)特征：基生葉有柄呈蓮座狀，葉片倒卵形或匙形；莖生葉無柄，披針形或線形?？偁罨ㄐ蝽斏?，花瓣4片，白色，匙形。長角果線形，長1～1.5厘米。擬南芥為什么能夠成為有花植物的遺傳、細(xì)胞、發(fā)育、分子生物學(xué)研究的模式植物？1.擬南芥的優(yōu)點(diǎn)是植株小、每代時(shí)間短（生活周期只需6~8周）、結(jié)子多（每株擬南芥可產(chǎn)生上萬粒種子）、生活力強(qiáng)（可在溫室或培養(yǎng)皿中生長）。2.擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的。每個(gè)單倍染色體組(n=5)的總長只有7000萬個(gè)堿基對(duì)，這就使克隆它的有關(guān)基因相對(duì)說來比較容易。3.擬南芥是自花受粉植物，基因高度純合，用理化因素處理突變率很高，容易獲得十分理想的擬南芥突變株。擬南芥的研究歷史

歷史上對(duì)擬南芥科學(xué)研究的記載最早可追溯至16世紀(jì)，19世紀(jì)分類學(xué)家Heynhold將其命名為Arabidopsisthaliana。

現(xiàn)在人們?cè)谑澜绺鞯毓彩占?50多個(gè)擬南芥生態(tài)型，這些生態(tài)型在形態(tài)發(fā)育、生理反應(yīng)方面存在很大差異。在擬南芥的眾多生態(tài)型中最常用的三種是Landsbergerecta(Ler)、Columbia(Col)、Wassilewskija(Ws)。三種生態(tài)型形態(tài)差異：擬南芥的種植和培養(yǎng)2.無菌培養(yǎng)

1.溫室生長

擬南芥研究常用網(wǎng)站：1.NCBI

/2.tair(TheArabidopsisInformationResource)/3.擬南芥T-DNA插入突變體

/cgi-bin/tdnaexpress/ABRC:TheArabidopsisBiologicalResourceCenterNASC:EuropeanArabidopsisStockCenter實(shí)驗(yàn)技術(shù)-原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化擬南芥原生質(zhì)體瞬時(shí)轉(zhuǎn)化原生質(zhì)體是一種常用的植物瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)，結(jié)合一些報(bào)告基因使用，它具有檢測(cè)速度快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：

基因表達(dá)

蛋白亞細(xì)胞定位蛋白活性檢測(cè)

蛋白間相互作用蛋白亞細(xì)胞定位：EffectorsGDGDLDVP16LD-VP16GDGeneGD-GeneReportersGal4GUSGal4-GUSLexA(2×)Gal4(2×)GUSLexA-Gal4-GUS轉(zhuǎn)錄因子蛋白活性檢測(cè)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)錄激活子檢測(cè)：對(duì)照組GD+Gal4-GUS

檢測(cè)組GD-Gene+Gal4-GUS轉(zhuǎn)錄抑制子檢測(cè)：對(duì)照組GD+LD-VP16+LexA-Gal4-GUS

檢測(cè)組GD-Gene+LD-VP16+LexA-Gal4-GUS蛋白間相互作用：1.增加表皮保護(hù)層的厚度，以減少水分的散失2.抵御機(jī)械損傷、紫外灼傷和極端溫度等非生物脅迫3.保護(hù)植物免受食草昆蟲和病菌的侵害擬南芥表皮毛轉(zhuǎn)錄因子植物激素microRNA調(diào)控表皮毛的發(fā)生(一)轉(zhuǎn)錄因子TextinhereMYB類轉(zhuǎn)錄因子：

單一R3MYB：TRIPTYCHON(TRY),CAPRICE(CPC),TRICHOME-LESS1(TCL1),TCL2,ENHANCEROFTRYANDCPC(ETC)1,2,3,MYB23R2R3MYB：GLABRA1(GL1)2.bHLH類轉(zhuǎn)錄因子：

GLABRA3(GL3),ENHANCEROFGLABRA3(EGL3)3.含WD40重復(fù)序列的轉(zhuǎn)錄因子：

TRANSPARENTTESTAGLABRA1(TTG1)4.C2H2類轉(zhuǎn)錄因子：GLABROUSINFLORESCENCESTEMS(GIS),GIS2,ZincFingerProtein5(ZFP5),ZFP6,

ZFP8

TTG1GL1GL3EGL3GL2正調(diào)節(jié)因子ETC2TRYCPCETC1負(fù)調(diào)節(jié)因子ETC3TCL1TCL2表皮毛發(fā)生調(diào)控機(jī)制R3MYBR3MYB(二)植物激素GibberellinGACytokininCTKSalicylicacidSAjasmonicacidJAGibberellinsZFP6ZFP5GISZFP8/GIS2TTG1-GL1/MYB23-GL3/EGL3GL2TrichomeInitiationSPYCytokininGA和CTK促進(jìn)表皮毛的發(fā)生JA增加表皮毛密度和數(shù)目

SA減少表皮毛的密度和數(shù)目

JAZbHLH/MYBJAJAZ+bHLH/MYBTrichomeInitiationDownstreamFactorsbHLHGL3EGL3TT8MYBMYB23GL1？JA促進(jìn)表皮毛發(fā)生的機(jī)制：GASAJA協(xié)同抑制抑制(三)microRNAmiR156miR171microRNAs

(miRNAs)是動(dòng)植物體內(nèi)普遍存在的一種長度為20-22核苷酸的非編碼RNA，它們主要參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控。每個(gè)miRNA可以有多個(gè)靶基因，而幾個(gè)miRNA也可以調(diào)節(jié)同一個(gè)基因。miR156和miR171調(diào)控表皮毛發(fā)生的分子機(jī)制微管結(jié)合蛋白參與的下胚軸伸長調(diào)控微管(microtubule)的結(jié)構(gòu)微管的聚合間期周質(zhì)微管紡錘體微管早前期微管帶成膜體微管

植物細(xì)胞周期中的微管列陣表皮毛葉表皮細(xì)胞下胚軸表皮細(xì)胞根毛干擾微管或微絲骨架所引起的表型細(xì)胞內(nèi)，微管的功能主要受微管結(jié)合蛋白

(microtubuleassociatedproteins,MAPs)來調(diào)控。不同的微管結(jié)合蛋白在細(xì)胞中通常具有特定的功能。植物激素Ca2+光暗中光下(Modifiedfrom)擬南芥下胚軸植物激素調(diào)控微管骨架介導(dǎo)下胚軸生長的分子機(jī)制？HOHOOHOHOHO-細(xì)胞伸長-維管束分化-繁殖發(fā)育-抗逆-抗病-衰老-細(xì)胞程序性死亡在植物的整個(gè)生長過程中，油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids,BRs)作為一種重要的激素參與到植物的生長發(fā)育以及生理過程當(dāng)中。BR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑WTbri1bri1/bzr1-1Dbzr1-1DBRs信號(hào)、合成途徑