植物中遗传学研究的好材料——拟南芥

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拟南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)植株形态个体小,高度只有
(2)生长周期快,每代时间短,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,生命力强,用普通培养基就可作人工培养;
(5)基因组小,只有5对染色体。
虽然拟南芥在许多方面“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,拟南芥在植物学所有领域的研究中将发挥更大的作用。
拟南芥的基因组是目前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。拟南芥是自花受粉植物,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,所以拟南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”。
拟南芥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。尽管拟南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。
拟南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对染色体,在植物中算是小的。在2000年,阿拉伯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。