鼠耳芥
| 鼠耳芥 |
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中文学名:鼠耳芥 别 称:阿拉伯芥、阿拉伯鼠耳芥、拟南芥、阿拉伯草 界:植物界 门:被子植物门 纲:双子叶植物纲 目:十字花目 科:十字花科 属:鼠耳芥属（拟南芥属） 种:鼠耳芥 命名者及年代:(L.) Heynh, 1842 英文名称:Thale Cress |
鼠耳芥(shǔ ěr jiè)，学名：Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.，俗名：拟南芥，异名：Stenophragma thalianum Sisymbrium thalianum Arabis thaliana ，是一种细长而直立的植物，羽状多叶，茎高度达40厘米。二年生草本，总状花序顶生，花瓣4片，直径约3毫米，白色，匙形，果实豆荚形，长1-1.5厘米，薄，轻微向上弯曲，成熟时开裂；种子1-2行，呈卵形，长约1毫米，成熟时红褐色；子叶背倚胚根。花期3-5月。鼠耳芥被广泛作为花的发育模型之研究。有几个优点使其成为研究有花植物的遗传、细胞、分子生物学的典型。丹麦研究学者培育出一种经过基因改造的鼠耳芥，这种植物能对埋藏在地面下地雷释放出的气味做出明显的反应，因此有望成为未来军事上的一种新型扫雷技术。分布于印度、日本、中亚、北美洲、西伯利亚、非洲、伊朗、朝鲜、欧洲以及中国大陆的中南、西北、华东、西部等地，生长于海拔300米至4,700米的地区，一般生于山坡、平地、河边以及路边。中国内蒙古、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区均有发现。 [1]
目录
鼠耳芥形态特征
鼠耳芥是一年生细弱草本，高20-35厘米，被单毛与分枝毛。茎不分枝或自中上部分枝，下部有时为淡紫白色，茎上常有纵槽，上部无毛，下部被单毛，偶杂有2叉毛。
基生叶莲座状，倒卵形或匙形，长1-5厘米，宽3-15毫米，顶端钝圆或略急尖，基部渐窄成柄，边缘有少数不明显的齿，两面均有2-3叉毛；茎生叶无柄，披针形，条形、长圆形或椭圆形，长5-15 (-50) 毫米，宽1-2 (-10) 毫米。
花序为疏松的总状花序，结果时可伸长达20厘米；萼片长圆卵形，长约1.5毫米，顶端钝、外轮的基部成囊状，外面无毛或有少数单毛；花瓣白色，长圆条形，长2-3毫米，先端钝圆，基部线形。角果长10-14毫米，宽不到1毫米，果瓣两端钝或钝圆，有1中脉与稀疏的网状脉，多为桔黄色或淡紫色；果梗伸展，长3-6毫米。种子每室1行，种子卵形、小、红褐色。花期4-6月。
鼠耳芥的特点是植株小（1个茶杯可种植好几棵）、每代时间短（从发芽到开花不超过6周）、结子多（每棵植物可产很多粒种子）、生活力强（用普通培养基就可作人工培养）。其基因组是已知植物基因组中最小的。每个单倍染色体组（n=5）的总长只有7000万个碱基对，即只有小麦染色体组长的1/80，这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。鼠耳芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。例如用含杀草剂的培养基来筛选，一般获得抗杀草剂的突变率是1/100000。由于有上述这些优点，所以鼠耳芥是进行遗传学研究的好材料，被科学家誉为“植物中的果蝇”。
鼠耳芥地理分布
鼠耳芥生物特征
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，其原因主要基于该植物具有以下特点：
（1）形态个体小，高度只有30厘米左右； （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。
虽然鼠耳芥在许多方面“简单”，但它的大多数基因与其他“复杂”的植物基因具有很高的同源性，另外，由于这种植物的全部基因组测序已经完成，因此可以预测，鼠耳芥在植物学所有领域的研究中将发挥更大的作用。
鼠耳芥模式生物
这种小小的有花植物，是在植物科学，包括遗传学和植物发育研究中的模式生物之一。其在农业科学中所扮演的角色正彷佛小鼠和果蝇在人类生物学中的一样。尽管鼠耳芥在农业上并无多少直接的贡献，但有几个优点使其成为研究有花植物的遗传、细胞、分子生物学的典型。
鼠耳芥基因组之小有利于基因定位和测序。其基因组大约为12,500万碱基对和5个染色体，在植物中算是小的。在2000年，鼠耳芥成为第一个基因组被完整测序的植物。在探明至今已发现的25,500个基因的功能上已作出了非常多的工作。
植株之小于生活周期之短同样也是鼠耳芥的优点。实验室常用的许多品系，从萌芽到种子成熟，大约为六个星期。植株之小方便其在有限的空间里培养，而单个植株能产生几千个种子。此外，其自花传粉的机制也有助于遗传实验。 所有这些都使鼠耳芥成为遗传研究的模式生物。
利用根瘤农杆菌把DNA转化进鼠耳芥基因组已是常规操作。而利用称为“floral-dip”的方法并不涉及组织培养和植株再生。1873年，亚历山大·布朗第一次用文献记录了鼠耳芥的突变体。然而，直到1943年，鼠耳芥作为模式生物的潜能才有文献记录。这个突变体在称为AGAMOUS，而这个突变的基因也在1990年被克隆分离出来。
丹麦研究学者培育出一种经过基因改造的鼠耳芥，这种植物能对埋藏在地面下地雷释放出的气味做出明显的反应，因此有望成为未来军事上的一种新型扫雷技术。研究人员表示，掩埋在地面下的地雷会散发出二氧化氮气味，而这种植物对二氧化氮很敏感，在与受二氧化氮污染的土壤接触大约三周后，它的叶子会渐渐地由绿色变成红色，这样，人们就可以通过观察地面上的鼠耳芥的生长状况来判断地面下有没有地雷。厄斯特高说，解决播种问题的方法之一就是以飞机撒种。他们已成功培植出这种基因改造鼠耳芥，并与丹麦军方合作，希望在年内进行局部试验并争取在2年内在丹麦或海外进行实地试验。
鼠耳芥繁殖培育
在一般的温室或人工气候室条件下，从鼠耳芥种子的春化至第一批角果成熟大约需8周左右时间。当然，也可以通过改变生长条件以达到使鼠耳芥提前或推后开花结实的目的。如延长每天的光照时间，可使鼠耳芥明显地提前开花结实，利用每天接近24小时的光照条件培养，甚至在6周左右即可收获第一批成熟角果。鼠耳芥的这一特性使实验工作周期大大缩短，特别是对于许多遗传分析工作，比利用一般的高等植物材料（如麦类、豆类作物）可以成倍地节约时间。
鼠耳芥是野生的双子叶草本植物，在野外自然条件下一般春季萌发，到夏季即种子成熟。应该说鼠耳芥的生长发育对环境条件并无十分特殊的要求，因此在实验室条件下的种植及管理也相对比较简单。但中国许多实验室反映，鼠耳芥的培养较为困难，幼苗时发生死亡、或抽薹后植株生长瘦弱等现象经常发生；而且经常发生较严重的虫害等。实验室条件下培养鼠耳芥的一般方法及应该注意的问题。 如果有条件较好的日光温室（包括夏季有降温装置、冬季的晚上可以增温等），可以直接在温室内培养鼠耳芥。但如果没有现成可用的温室，而新建温室又投资太大，可选择一般实验楼的普通房间稍加改装即可作为鼠耳芥的培养室。
（1）温度：适宜鼠耳芥生长的温度在18℃至22℃之间，一般高温以不超过25℃为宜。有条件的情况下，可以利用可控温的制冷/加热机组作为培养室的温度控制装置。最简单的方法是利用冷暖两用式空调机，空调机的功率大小可根据培养室的面积和光源功率的大小而定。根据经验，一间12平方米左右大小的培养室，按照不大于5 kw的日光灯光源配置（作为主要散热源的日光灯镇流器部分可安装在培养室外），有2台1.5匹的空调机就能满足北京地区四季条件下培养室内的温度调节。如果选用功率较大的特殊光源，可在生长室内装一玻璃隔层，将隔层与用于培养鼠耳芥的空间之间尽可能密封，用通风的方式将隔层内的光源散热消除。 除非所从事的研究工作有特殊要求，鼠耳芥的一般培养过程对光质的要求也不严格，仅用一定密度的日光灯管就可以达到要求。在培养室内可摆放多层培养架，每层安装5至6支40 w的日光灯即能达到所需光照强度。
（2）光照：鼠耳芥的生长不需要很强的光照，将生长室内的光照强度控制在80 。
（3）湿度：在鼠耳芥幼苗期，培养室内最好保持相对湿度在75%至80%之间。待鼠耳芥长至2对以上真叶后，只要维持一般的湿度即可，不必特别增加湿度。增加培养室内湿度可用一般的市售家用加湿器即可。如果室内培养的鼠耳芥生长期各不相同，可采用对幼苗局部塑料薄膜保湿的方法，而不必将整个培养室维持在较高湿度。
在播种前最好将种子进行消毒、春化处理。可用0.5% 次氯酸钠和0.01% Triton-X 100混合液将种子消毒10分钟，再用无菌水清洗3-4次，以免植株发生病害。对于有时需要在无菌条件下培养的幼苗，可采用同样的方法对种子进行消毒。种子的春化处理并不是必必需的，但春化处理可以有效地提高种子的发芽率。对种子的春化处理可以直接在一般的冰箱里（4℃左右）进行，将消毒后的种子在湿润条件下春化2至3天后可进行播种。
待幼苗长出至少2对真叶后，可适当进行间苗使植株间有一定间隔距离，以保证植株个体生长健壮、结实饱满。培养鼠耳芥经常会遇到蚜虫的危害，可根据虫情用稀释2000至3000倍的爱福丁或虫螨齐克交替使用以灭虫。为防止病虫害，还应注意对所用营养土的灭菌、灭虫卵处理，特别是对在使用过程中曾发生病虫害的营养土应该进行处理或废弃不再使用。黑暗/光照周期为12/12小时或10/14小时，光照强度为80-120 °C之间为宜（勿超过25°C-22°播种时可将春化后的种子直接播于预先浸湿的营养土（可在花市购得）与蛭石的混合物中，种子应播于混合土的近表面（切忌深播）。为保证出苗整齐，每一位点可播数粒种子。为保持湿度，在播种后可用塑料薄膜将盆（或育苗盘）覆盖，待幼苗长出2对真叶后再将薄膜去掉。培养室温度以20°C为标准。