摘要：擬南芥是廣泛用于遺傳學(xué)和生物學(xué)研究的模式植物，但其對(duì)環(huán)境條件的要求比較高，致使在簡(jiǎn)陋條件下難以培養(yǎng)成功。本試驗(yàn)報(bào)道了在簡(jiǎn)陋條件下在室內(nèi)人工光照和大棚內(nèi)培育擬南芥的方法，對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)、育苗方法、培養(yǎng)條件、移栽管理等作了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：擬南芥；室內(nèi)培養(yǎng)；大棚培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：Q949.748.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A

文章編號(hào)：1001-4942(2010)10-0055-04

擬南芥(A.thaliana)屬十字花科(Brassieaee-ae)、鼠耳芥屬(Arabidopsis)二年生草本植物，具有植株小、基因組小、生育時(shí)間短、結(jié)子多、生活力強(qiáng)及分布廣泛等特點(diǎn)，因而成為遺傳學(xué)和分子生物學(xué)研究的模式植物。但是由于其種子小，幼苗生長(zhǎng)弱，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境條件的要求比較嚴(yán)格，所以在試驗(yàn)條件簡(jiǎn)陋的情況下，如何培育擬南芥幼苗，掌握擬南芥的種植和繁種技術(shù)非常重要。

針對(duì)在無(wú)專門用于擬南芥培養(yǎng)的人工氣候室、土培室內(nèi)植物種類繁多、不同植物材料對(duì)室溫要求不一、溫濕度不穩(wěn)定及大棚保溫遮蔭性能差的條件下，我們以多個(gè)因素進(jìn)行了室內(nèi)與大棚擬南芥培養(yǎng)的對(duì)比試驗(yàn)。

1、材料與方法

供試材料為擬南芥野生型(columbia)，分別在土培室和大棚內(nèi)采用移栽法進(jìn)行擬南芥的土壤培養(yǎng)。

1.1 幼苗的培育

1.1.1 基質(zhì)育苗法首先將擬南芥種子進(jìn)行消毒(次氯酸鈉：無(wú)菌水=23：2浸種15min，其間每隔3－5min振蕩10-20s)，然后用無(wú)菌水洗滌種子3-4次，再用移液槍或滅菌牙簽播種于無(wú)菌MS培養(yǎng)基內(nèi)，置4℃冰箱內(nèi)春化2-3天，之后轉(zhuǎn)入光照培養(yǎng)，培養(yǎng)3周后將小苗移栽到營(yíng)養(yǎng)土和蛭石按體積比2：3的培養(yǎng)基質(zhì)中。

1.1.2 土壤育苗法

其中又分為牙簽點(diǎn)種法(將冰箱內(nèi)春化后的種子直接用蘸水的牙簽點(diǎn)種到營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)中)和介質(zhì)撒播法(將春化后的種子和很細(xì)的土壤或營(yíng)養(yǎng)土混合均勻后撒播到育苗盤中)。土壤育苗法在播種后覆蓋薄膜保濕(薄膜上扎幾個(gè)孔以利于苗子通氣)，然后放入土培室進(jìn)行人工光照培養(yǎng)，播種后2-3天即可出苗，出苗后3-5天揭膜。在保證播種密度的情況下，出苗后可間苗1-2次。

1.2 培養(yǎng)基質(zhì)的準(zhǔn)備

1.2.1 濕基質(zhì)裝盆將營(yíng)養(yǎng)土和蛭石以2：3的比例混合均勻后，直接用水將培養(yǎng)基質(zhì)浸透，然后再將培養(yǎng)基質(zhì)裝入培養(yǎng)盆內(nèi)，最后將培養(yǎng)盆(或花盆)裝入平底塑料托盤內(nèi)。

1.2.2 干基質(zhì)裝盆

將混合均勻的培養(yǎng)基質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)土：蛭石=2：3)，裝入培養(yǎng)盆(或花盆)，然后將培養(yǎng)盆放人盛有水的平底塑料托盤中。讓水分順著培養(yǎng)盆底部的小孔自然滲入培養(yǎng)基質(zhì)中，待培養(yǎng)基質(zhì)表面濕潤(rùn)時(shí)，將平底塑料托盤內(nèi)多余的水倒出，即可進(jìn)行移栽。

1.3 移栽

出苗后3周左右苗子長(zhǎng)到4片葉子時(shí)進(jìn)行移栽?；|(zhì)培養(yǎng)的幼苗移栽時(shí)將根部附帶的培養(yǎng)基用水涮干凈再栽到培養(yǎng)基質(zhì)中；土壤培養(yǎng)的幼苗移栽時(shí)保護(hù)根部的完整性，在穴內(nèi)培養(yǎng)時(shí)保證每穴一棵健壯幼苗，花盆(口徑11cm，高9cm)內(nèi)培養(yǎng)時(shí)每盆4-5株幼苗，移栽后覆蓋薄膜，3-5天揭膜。

1.4 培養(yǎng)條件

結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件，擬南芥的培養(yǎng)又分為室內(nèi)培養(yǎng)和大棚培養(yǎng)。

1.4.1 室內(nèi)培養(yǎng)條件室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)，由于安裝的平底熒光燈管的粗細(xì)和瓦數(shù)的不同，測(cè)得在粗燈管下的不同位置的光照強(qiáng)度(育苗盆位置測(cè)得)約為20-50μmol/(m²·s)，細(xì)燈管下不同位置的光照強(qiáng)度約為70-一100μmol/(m²·s)，溫度在18-27℃，相對(duì)濕度是45％-60％，晝/夜為10h/14h交替。

1.4.2 大棚培養(yǎng)條件由于天氣變化，大棚內(nèi)光照強(qiáng)度和溫度以及濕度等條件是變化的，因此依據(jù)擬南芥生長(zhǎng)條件的理論要求，選擇種植時(shí)間為11月中下旬，采取大棚內(nèi)設(shè)小拱棚的方法，即在擬南芥的上方再搭建一個(gè)小塑料棚，白天天氣好時(shí)把小拱棚敞開，夜晚時(shí)將其蓋上，以利白天通風(fēng)除濕，夜晚保溫。

①光照強(qiáng)度：根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?葉片的生理測(cè)定或種子的收取)可調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度和光照時(shí)間。擬南芥屬長(zhǎng)日照植物，光照強(qiáng)度大和光照時(shí)間長(zhǎng)，可以促進(jìn)生殖生長(zhǎng)，縮短收獲種子的時(shí)間。但在苗子未進(jìn)人生殖生長(zhǎng)時(shí)光照強(qiáng)度和光照時(shí)間不宜過(guò)大或過(guò)長(zhǎng)，否則，易導(dǎo)致苗子在弱勢(shì)的情況下提前進(jìn)入花期，影響生理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和種子的飽滿度。

②濕度：擬南芥喜濕潤(rùn)，相對(duì)濕度要求在80％左右，但在本試驗(yàn)中，無(wú)論是室內(nèi)培養(yǎng)還是大棚培養(yǎng)，均達(dá)不到其對(duì)濕度的要求。本試驗(yàn)采用的保濕方法是用小型噴壺每天不定時(shí)的對(duì)擬南芥植株葉片進(jìn)行噴水。

1.5 澆水

擬南芥不耐旱，缺水時(shí)應(yīng)及時(shí)澆水。一般每隔6-7天澆水一次，每隔2-3周澆B₅營(yíng)養(yǎng)液一次。澆水可采用直接噴水法和間接吸水法。

(1)直接噴水法：由于擬南芥苗子小而脆弱。易把擬南芥幼苗沖倒，本試驗(yàn)是將噴頭對(duì)準(zhǔn)小苗的根部，輕輕的噴灑。

(2)底盤吸水法：將水直接倒入平底塑料托盤內(nèi)，讓水分通過(guò)培養(yǎng)盆底部小孔滲入到培養(yǎng)基質(zhì)中。

1.6 病蟲害防治

在擬南芥的生長(zhǎng)周期內(nèi)，病蟲害比較嚴(yán)重，真菌病害、果蠅、蚜蟲以及白粉虱等常危害擬南芥，因此對(duì)病蟲害的防治顯得尤為重要。

防治真菌性病害通常采用甲基托布津?qū)λ髶饺肱囵B(yǎng)基質(zhì)或噴灑植株；防治果蠅和白粉虱采用黃板誘殺和農(nóng)藥噴灑。本試驗(yàn)所用農(nóng)藥為阿克泰、小巧、吡蟲啉以及啶蟲脒，根據(jù)害蟲的類型以及發(fā)生范圍，將上述幾種農(nóng)藥按一定的比例混合均勻，噴灑在植株上。

2、結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)與大棚擬南芥的生長(zhǎng)情況

利用上述方法室內(nèi)人工光照和大棚培養(yǎng)(11月中下旬－3月中旬)條件下對(duì)生態(tài)型為Colum－bia的擬南芥進(jìn)行培養(yǎng)，其生長(zhǎng)情況如表1所示：

2.2 室內(nèi)、大棚培養(yǎng)比較

通過(guò)長(zhǎng)期的觀察發(fā)現(xiàn)，大棚培養(yǎng)時(shí)，由于光照和溫度隨天氣變化，且大棚內(nèi)暖氣供熱狀況較差，致使擬南芥生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，但是其葉片顏色很深，葉片的層次感比較好，通常為3層，花序高而粗，比較健壯，果莢內(nèi)的種子比較大。室內(nèi)培養(yǎng)雖然生長(zhǎng)周期短，但是葉片顏色沒(méi)有大棚培養(yǎng)的葉片綠色深。且層次感不強(qiáng)，花序不健壯，果莢內(nèi)的種子相對(duì)較小。另外，不同培養(yǎng)條件下的千粒重也不同，大棚內(nèi)的光照條件培養(yǎng)的擬南芥千粒重較高(0.1128±0.0032g)，而室內(nèi)弱光和強(qiáng)光條件下培養(yǎng)的擬南芥千粒重較低，分別為(0.0949±0.0055)g和(0.0882±0.0033)g。因此需要根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康膩?lái)確定培養(yǎng)條件，如以收獲飽滿種子為目的，建議在大棚培養(yǎng)，若是有時(shí)間限制且做生理實(shí)驗(yàn)，可在室內(nèi)人工光照相對(duì)較強(qiáng)的培養(yǎng)架上培養(yǎng)。

2.3 擬南芥培養(yǎng)方法比較

2.3.1 幼苗基質(zhì)培養(yǎng)法與土壤培養(yǎng)法對(duì)比通過(guò)這兩種方法的比較，認(rèn)為土壤培養(yǎng)法優(yōu)于基質(zhì)培養(yǎng)法，而且用牙簽播種不如將種子摻入介質(zhì)撒播好，原因是基質(zhì)培養(yǎng)法雖然保證了出苗的一致性，但是培養(yǎng)基質(zhì)內(nèi)的環(huán)境相對(duì)于大棚環(huán)境要好得多，幼苗在移栽到土壤后，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，成活率低，且在以后的培養(yǎng)過(guò)程中也面臨土壤培養(yǎng)中存在的問(wèn)題；另外基質(zhì)培養(yǎng)法育苗增加了工作環(huán)節(jié)(種子消毒，培養(yǎng)基的配置等)，加重了工作負(fù)擔(dān)，因而不可取。用牙簽播種時(shí)，由于擬南芥種子極小，蘸水后的牙簽吸附的擬南芥種子數(shù)量過(guò)多，造成點(diǎn)種時(shí)的密度過(guò)大，不利于壯苗的培育。

2.3.2 干基質(zhì)裝盆與濕基質(zhì)裝盆的比較通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，認(rèn)為使用混合均勻的干基質(zhì)裝盆比較好，這樣可避免裝盆時(shí)造成培養(yǎng)基質(zhì)的黏結(jié)，保證培養(yǎng)基質(zhì)的通透性，利于扎根。

2.3.3 幼苗培養(yǎng)過(guò)程中的直接噴水法和底盤吸水法比較通過(guò)這兩種方法的比較，認(rèn)為干基質(zhì)裝盆后采用底盤吸水法更好一些，這樣可避免人為因素造成植株的二次傷害。

無(wú)論哪種澆水方法都要掌握適度：即不干不澆(干的標(biāo)準(zhǔn)是培養(yǎng)基質(zhì)表面相對(duì)于澆水后干燥松散)，待其干后要澆透。澆水勤，培養(yǎng)基質(zhì)表面易長(zhǎng)青苔，不利于植株生長(zhǎng)，有將小苗淹死的可能性，更招致蠅類及蛆類害蟲的產(chǎn)生。值得注意的一點(diǎn)是每次澆水忌澆半截水，即澆水次數(shù)雖多，但每次澆水量卻不大，于是在盆內(nèi)形成了上濕下干或下濕上千的“腰截水”現(xiàn)象，這種半截水現(xiàn)象易造成培養(yǎng)基質(zhì)的板結(jié)，不利于生根和植株生長(zhǎng)。

3、小 結(jié)

作為重要模式植物的擬南芥，如何在簡(jiǎn)陋條件下培養(yǎng)是國(guó)內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室面臨的問(wèn)題，本試驗(yàn)的目的主要是為研究工作者在簡(jiǎn)陋條件下培養(yǎng)擬南芥提供一些方法和經(jīng)驗(yàn)。認(rèn)為在無(wú)專用人工氣候室條件下，擬南芥在大棚條件下培養(yǎng)優(yōu)于室內(nèi)培養(yǎng)；土壤培養(yǎng)優(yōu)于基質(zhì)培養(yǎng)；干基質(zhì)裝盆法優(yōu)于濕基質(zhì)裝盆法；底盤吸水法優(yōu)于基質(zhì)直接噴水法。

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