拟南芥栽培关键技术研究

王连军，李艳美，宋昌梅

（1.上海辰山植物园，上海201602；2.黑龙江大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150080）

拟南芥，拉丁名为Arabidopsis thaliala（L.），属于十字花科拟南芥属植物，又称为阿拉伯草、鼠耳芥，在我国山东、内蒙古、甘肃、云南、西藏等省份均有分布，同时在非洲和欧洲也有分布。拟南芥植株矮小，高20～30 cm，生长周期较短，种子多，然而却是科学研究的重要模式植物。

作为重要的模式植物，国内外对其研究报道非常多。将拟南芥的基因转入水稻中表达，可以提高水稻对水分的利用能力[1]，也有对拟南芥中生长素基因开展的研究[2-5]，目前，国内外关于拟南芥栽培方法有一些报道[6-9]，然而，拟南芥的栽培却面临一些问题，比如植株生长特别弱小，花期提前。该文从最基本的拟南芥栽培介质入手，来解决以上问题，可以为拟南芥的栽培提供重要参考价值。

1 材料和方法

1.1 试验材料

采用野生型拟南芥为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 拟南芥培养。试验采用直接点播法，即先用75%的乙醇将拟南芥种子消毒5 min，再用质量分数为0.5%的次氯酸钠表面消毒，于4℃黑暗条件下放置3 d后，直接点播于不同类型的小型花盆中，并在22℃、光照16 h、黑暗8 h的条件下培养。

1.2.2 传统拟南芥培养介质。传统拟南芥栽培介质即为草炭、蛭石、珍珠岩，按照1∶1∶1的比例配置，配好混匀后即可用于拟南芥的培养。

1.2.3 改进后的拟南芥培养介质。改进后的拟南芥栽培介质：草炭、蛭石、珍珠岩，按照1∶1∶1的比例配置，在混合之前，分别将3种介质过80目的铁筛子，将大颗粒的介质捏碎过筛子，最后不能通过筛子的大颗粒弃用，通过筛子的3种介质再按照1∶1∶1的比例混匀，混匀后即可用于拟南芥的培养。

2 结果与分析

2.1 两种土壤介质的对照

如图1A所示，传统的土壤介质，草炭、蛭石、珍珠岩，按照1∶1∶1的比例配置，配置后颗粒较为粗糙。如图1B所示，3种介质通过80目的筛子后，土壤介质变得非常精细。

2.2 传统土壤介质培养拟南芥

如图1所示，用传统土壤介质培育的拟南芥，幼苗生长很慢，植株非常弱小，而且在植株生长2周左右就开花，这是非常不正常的。这样的植株很难收到种子，即使能收到种子，种子也很少很不饱满，表明拟南芥的生长受到了胁迫。

2.3 改良介质培养拟南芥

如图3所示，用改良后土壤介质培育的拟南芥，拟南芥种子消毒后，播种于改良后的土壤介质中，1周后，种子萌发成2片子叶的幼苗，在颗粒细小的拟南芥培养介质中，幼苗生长迅速。2周后可长出6个叶片以上。幼苗生长非常快，植株生长非常健壮，植株底座较大，3～4周后开始逐步开花，花大果荚多，种子饱满，相比于传统介质培养的拟南芥，效果非常显著。

2.4 多个参数的比较

相同生长环境中，传统介质培养的拟南芥，平均植株高度为8 cm，此时植株开始开花，距离播种的时间为14 d，单个植株的果荚个数很少，平均个数小于8个；而改良后的土壤介质，平均植株高度为20 cm，此时植株开始开花，距离播种的时间为25 d，单个植株的果荚个数非常多，平均个数为23个，如表1所示。

表1 各种参数数值

3 讨论

20世纪90年代，由于拟南芥植株相对较小，种子多，生命周期短，基因组也比较小，便于遗传方面的分析和操作，因此开始被研究者作为首选模式植物，2000年，拟南芥全基因组测序完成，迄今为止，关于拟南芥的国内外学术论文达到5万篇以上。然而拟南芥的生长受多种因素的影响，比如土壤介质、温度、湿度、光照、通风状况等，该文为了探索拟南芥生长的主要影响因素，采取控制变量法，即把土壤介质作为主要因素，同时控制其他因素如湿度、光照、温度等条件不变。从研究结果来看，改良后的土壤介质，拟南芥生长较快，植株健壮，种子饱满，这表明土壤介质是拟南芥生长的重要因素。改进后的土壤介质，可解决拟南芥植株矮小、早开花等培养过程中遇到的问题。