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摘要：拟南芥是广泛用于遗传学和生物学研究的模式植物，但其对环境条件的要求比较高，致使在简陋条件下难以培养成功。本试验报道了在简陋条件下在室内人工光照和大棚内培育拟南芥的方法，对培养基质、育苗方法、培养条件、移栽管理等作了详细介绍。
关键词：拟南芥；室内培养；大棚培养
中图分类号：Q949.748.3
文献标识号：A
文章编号：1001-4942(2010)10-0055-04
拟南芥(A.thaliana)属十字花科(Brassieaee-ae)、鼠耳芥属(Arabidopsis)二年生草本植物，具有植株小、基因组小、生育时间短、结子多、生活力强及分布广泛等特点，因而成为遗传学和分子生物学研究的模式植物。但是由于其种子小，幼苗生长弱，对生长环境条件的要求比较严格，所以在试验条件简陋的情况下，如何培育拟南芥幼苗，掌握拟南芥的种植和繁种技术非常重要。
针对在无专门用于拟南芥培养的人工气候室、土培室内植物种类繁多、不同植物材料对室温要求不一、温湿度不稳定及大棚保温遮荫性能差的条件下，我们以多个因素进行了室内与大棚拟南芥培养的对比试验。
1、材料与方法
供试材料为拟南芥野生型(columbia)，分别在土培室和大棚内采用移栽法进行拟南芥的土壤培养。
1.1 幼苗的培育
1.1.1 基质育苗法首先将拟南芥种子进行消毒(次氯酸钠：无菌水=23：2浸种15min，其间每隔3－5min振荡10-20s)，然后用无菌水洗涤种子3-4次，再用移液枪或灭菌牙签播种于无菌MS培养基内，置4℃冰箱内春化2-3天，之后转入光照培养，培养3周后将小苗移栽到营养土和蛭石按体积比2：3的培养基质中。
1.1.2 土壤育苗法
其中又分为牙签点种法(将冰箱内春化后的种子直接用蘸水的牙签点种到营养介质中)和介质撒播法(将春化后的种子和很细的土壤或营养土混合均匀后撒播到育苗盘中)。土壤育苗法在播种后覆盖薄膜保湿(薄膜上扎几个孔以利于苗子通气)，然后放入土培室进行人工光照培养，播种后2-3天即可出苗，出苗后3-5天揭膜。在保证播种密度的情况下，出苗后可间苗1-2次。
1.2 培养基质的准备
1.2.1 湿基质装盆将营养土和蛭石以2：3的比例混合均匀后，直接用水将培养基质浸透，然后再将培养基质装入培养盆内，最后将培养盆(或花盆)装入平底塑料托盘内。
1.2.2 干基质装盆
将混合均匀的培养基质(营养土：蛭石=2：3)，装入培养盆(或花盆)，然后将培养盆放人盛有水的平底塑料托盘中。让水分顺着培养盆底部的小孔自然渗入培养基质中，待培养基质表面湿润时，将平底塑料托盘内多余的水倒出，即可进行移栽。
1.3 移栽
出苗后3周左右苗子长到4片叶子时进行移栽。基质培养的幼苗移栽时将根部附带的培养基用水涮干净再栽到培养基质中；土壤培养的幼苗移栽时保护根部的完整性，在穴内培养时保证每穴一棵健壮幼苗，花盆(口径11cm，高9cm)内培养时每盆4-5株幼苗，移栽后覆盖薄膜，3-5天揭膜。
1.4 培养条件
结合本实验室的实验条件，拟南芥的培养又分为室内培养和大棚培养。
1.4.1 室内培养条件室内培养时，由于安装的平底荧光灯管的粗细和瓦数的不同，测得在粗灯管下的不同位置的光照强度(育苗盆位置测得)约为20-50μmol/(m2·s)，细灯管下不同位置的光照强度约为70-一100μmol/(m2·s)，温度在18-27℃，相对湿度是45％-60％，昼/夜为10h/14h交替。
1.4.2 大棚培养条件由于天气变化，大棚内光照强度和温度以及湿度等条件是变化的，因此依据拟南芥生长条件的理论要求，选择种植时间为11月中下旬，采取大棚内设小拱棚的方法，即在拟南芥的上方再搭建一个小塑料棚，白天天气好时把小拱棚敞开，夜晚时将其盖上，以利白天通风除湿，夜晚保温。
①光照强度：根据试验目的(叶片的生理测定或种子的收取)可调节光照强度和光照时间。拟南芥属长日照植物，光照强度大和光照时间长，可以促进生殖生长，缩短收获种子的时间。但在苗子未进人生殖生长时光照强度和光照时间不宜过大或过长，否则，易导致苗子在弱势的情况下提前进入花期，影响生理实验的进行和种子的饱满度。
②湿度：拟南芥喜湿润，相对湿度要求在80％左右，但在本试验中，无论是室内培养还是大棚培养，均达不到其对湿度的要求。本试验采用的保湿方法是用小型喷壶每天不定时的对拟南芥植株叶片进行喷水。
1.5 浇水
拟南芥不耐旱，缺水时应及时浇水。一般每隔6-7天浇水一次，每隔2-3周浇B5营养液一次。浇水可采用直接喷水法和间接吸水法。
(1)直接喷水法：由于拟南芥苗子小而脆弱。易把拟南芥幼苗冲倒，本试验是将喷头对准小苗的根部，轻轻的喷洒。
(2)底盘吸水法：将水直接倒入平底塑料托盘内，让水分通过培养盆底部小孔渗入到培养基质中。
1.6 病虫害防治
在拟南芥的生长周期内，病虫害比较严重，真菌病害、果蝇、蚜虫以及白粉虱等常危害拟南芥，因此对病虫害的防治显得尤为重要。
防治真菌性病害通常采用甲基托布津对水后掺入培养基质或喷洒植株；防治果蝇和白粉虱采用黄板诱杀和农药喷洒。本试验所用农药为阿克泰、小巧、吡虫啉以及啶虫脒，根据害虫的类型以及发生范围，将上述几种农药按一定的比例混合均匀，喷洒在植株上。
2、结果与分析
2.1 室内与大棚拟南芥的生长情况
利用上述方法室内人工光照和大棚培养(11月中下旬－3月中旬)条件下对生态型为Colum－bia的拟南芥进行培养，其生长情况如表1所示：
2.2 室内、大棚培养比较
通过长期的观察发现，大棚培养时，由于光照和温度随天气变化，且大棚内暖气供热状况较差，致使拟南芥生长周期长，但是其叶片颜色很深，叶片的层次感比较好，通常为3层，花序高而粗，比较健壮，果荚内的种子比较大。室内培养虽然生长周期短，但是叶片颜色没有大棚培养的叶片绿色深。且层次感不强，花序不健壮，果荚内的种子相对较小。另外，不同培养条件下的千粒重也不同，大棚内的光照条件培养的拟南芥千粒重较高(0.1128±0.0032g)，而室内弱光和强光条件下培养的拟南芥千粒重较低，分别为(0.0949±0.0055)g和(0.0882±0.0033)g。因此需要根据试验目的来确定培养条件，如以收获饱满种子为目的，建议在大棚培养，若是有时间限制且做生理实验，可在室内人工光照相对较强的培养架上培养。
2.3 拟南芥培养方法比较
2.3.1 幼苗基质培养法与土壤培养法对比通 过这两种方法的比较，认为土壤培养法优于基质培养法，而且用牙签播种不如将种子掺入介质撒播好，原因是基质培养法虽然保证了出苗的一致性，但是培养基质内的环境相对于大棚环境要好得多，幼苗在移栽到土壤后，对环境的适应性差，成活率低，且在以后的培养过程中也面临土壤培养中存在的问题；另外基质培养法育苗增加了工作环节(种子消毒，培养基的配置等)，加重了工作负担，因而不可取。用牙签播种时，由于拟南芥种子极小，蘸水后的牙签吸附的拟南芥种子数量过多，造成点种时的密度过大，不利于壮苗的培育。
2.3.2 干基质装盆与湿基质装盆的比较通过对比试验，认为使用混合均匀的干基质装盆比较好，这样可避免装盆时造成培养基质的黏结，保证培养基质的通透性，利于扎根。
2.3.3 幼苗培养过程中的直接喷水法和底盘吸水法比较通过这两种方法的比较，认为干基质装盆后采用底盘吸水法更好一些，这样可避免人为因素造成植株的二次伤害。
无论哪种浇水方法都要掌握适度：即不干不浇(干的标准是培养基质表面相对于浇水后干燥松散)，待其干后要浇透。浇水勤，培养基质表面易长青苔，不利于植株生长，有将小苗淹死的可能性，更招致蝇类及蛆类害虫的产生。值得注意的一点是每次浇水忌浇半截水，即浇水次数虽多，但每次浇水量却不大，于是在盆内形成了上湿下干或下湿上千的“腰截水”现象，这种半截水现象易造成培养基质的板结，不利于生根和植株生长。
3、小 结
作为重要模式植物的拟南芥，如何在简陋条件下培养是国内外许多实验室面临的问题，本试验的目的主要是为研究工作者在简陋条件下培养拟南芥提供一些方法和经验。认为在无专用人工气候室条件下，拟南芥在大棚条件下培养优于室内培养；土壤培养优于基质培养；干基质装盆法优于湿基质装盆法；底盘吸水法优于基质直接喷水法。
参考文献：
[1]王秀容，沈宏，严小龙，拟南芥室内繁殖技术研究[J]，华南农业大学学报，2002，23(3)：216-218
[2]刘守伟，刘士勇，拟南芥室内培养技术研究[J]，东北农业大学学报，2007，38(2)：279-281
[3]李俊华，张艳春，徐云远，等，拟南芥室内培养技术[J]，植物学通报，2004，2l(2)：201-204
[4]于政权，孙颖，拟南芥室内培养技术的改进[J]，河北师范大学学报，1999，23(4)：549-550
[5]刘峰，施卫明，拟南芥室内水培养技术研究
关键词：拟南芥；室内培养；大棚培养
中图分类号：Q949.748.3
文献标识号：A
文章编号：1001-4942(2010)10-0055-04
拟南芥(A.thaliana)属十字花科(Brassieaee-ae)、鼠耳芥属(Arabidopsis)二年生草本植物，具有植株小、基因组小、生育时间短、结子多、生活力强及分布广泛等特点，因而成为遗传学和分子生物学研究的模式植物。但是由于其种子小，幼苗生长弱，对生长环境条件的要求比较严格，所以在试验条件简陋的情况下，如何培育拟南芥幼苗，掌握拟南芥的种植和繁种技术非常重要。
针对在无专门用于拟南芥培养的人工气候室、土培室内植物种类繁多、不同植物材料对室温要求不一、温湿度不稳定及大棚保温遮荫性能差的条件下，我们以多个因素进行了室内与大棚拟南芥培养的对比试验。
1、材料与方法
供试材料为拟南芥野生型(columbia)，分别在土培室和大棚内采用移栽法进行拟南芥的土壤培养。
1.1 幼苗的培育
1.1.1 基质育苗法首先将拟南芥种子进行消毒(次氯酸钠：无菌水=23：2浸种15min，其间每隔3－5min振荡10-20s)，然后用无菌水洗涤种子3-4次，再用移液枪或灭菌牙签播种于无菌MS培养基内，置4℃冰箱内春化2-3天，之后转入光照培养，培养3周后将小苗移栽到营养土和蛭石按体积比2：3的培养基质中。
1.1.2 土壤育苗法
其中又分为牙签点种法(将冰箱内春化后的种子直接用蘸水的牙签点种到营养介质中)和介质撒播法(将春化后的种子和很细的土壤或营养土混合均匀后撒播到育苗盘中)。土壤育苗法在播种后覆盖薄膜保湿(薄膜上扎几个孔以利于苗子通气)，然后放入土培室进行人工光照培养，播种后2-3天即可出苗，出苗后3-5天揭膜。在保证播种密度的情况下，出苗后可间苗1-2次。
1.2 培养基质的准备
1.2.1 湿基质装盆将营养土和蛭石以2：3的比例混合均匀后，直接用水将培养基质浸透，然后再将培养基质装入培养盆内，最后将培养盆(或花盆)装入平底塑料托盘内。
1.2.2 干基质装盆
将混合均匀的培养基质(营养土：蛭石=2：3)，装入培养盆(或花盆)，然后将培养盆放人盛有水的平底塑料托盘中。让水分顺着培养盆底部的小孔自然渗入培养基质中，待培养基质表面湿润时，将平底塑料托盘内多余的水倒出，即可进行移栽。
1.3 移栽
出苗后3周左右苗子长到4片叶子时进行移栽。基质培养的幼苗移栽时将根部附带的培养基用水涮干净再栽到培养基质中；土壤培养的幼苗移栽时保护根部的完整性，在穴内培养时保证每穴一棵健壮幼苗，花盆(口径11cm，高9cm)内培养时每盆4-5株幼苗，移栽后覆盖薄膜，3-5天揭膜。
1.4 培养条件
结合本实验室的实验条件，拟南芥的培养又分为室内培养和大棚培养。
1.4.1 室内培养条件室内培养时，由于安装的平底荧光灯管的粗细和瓦数的不同，测得在粗灯管下的不同位置的光照强度(育苗盆位置测得)约为20-50μmol/(m2·s)，细灯管下不同位置的光照强度约为70-一100μmol/(m2·s)，温度在18-27℃，相对湿度是45％-60％，昼/夜为10h/14h交替。
1.4.2 大棚培养条件由于天气变化，大棚内光照强度和温度以及湿度等条件是变化的，因此依据拟南芥生长条件的理论要求，选择种植时间为11月中下旬，采取大棚内设小拱棚的方法，即在拟南芥的上方再搭建一个小塑料棚，白天天气好时把小拱棚敞开，夜晚时将其盖上，以利白天通风除湿，夜晚保温。
①光照强度：根据试验目的(叶片的生理测定或种子的收取)可调节光照强度和光照时间。拟南芥属长日照植物，光照强度大和光照时间长，可以促进生殖生长，缩短收获种子的时间。但在苗子未进人生殖生长时光照强度和光照时间不宜过大或过长，否则，易导致苗子在弱势的情况下提前进入花期，影响生理实验的进行和种子的饱满度。
②湿度：拟南芥喜湿润，相对湿度要求在80％左右，但在本试验中，无论是室内培养还是大棚培养，均达不到其对湿度的要求。本试验采用的保湿方法是用小型喷壶每天不定时的对拟南芥植株叶片进行喷水。
1.5 浇水
拟南芥不耐旱，缺水时应及时浇水。一般每隔6-7天浇水一次，每隔2-3周浇B5营养液一次。浇水可采用直接喷水法和间接吸水法。
(1)直接喷水法：由于拟南芥苗子小而脆弱。易把拟南芥幼苗冲倒，本试验是将喷头对准小苗的根部，轻轻的喷洒。
(2)底盘吸水法：将水直接倒入平底塑料托盘内，让水分通过培养盆底部小孔渗入到培养基质中。
1.6 病虫害防治
在拟南芥的生长周期内，病虫害比较严重，真菌病害、果蝇、蚜虫以及白粉虱等常危害拟南芥，因此对病虫害的防治显得尤为重要。
防治真菌性病害通常采用甲基托布津对水后掺入培养基质或喷洒植株；防治果蝇和白粉虱采用黄板诱杀和农药喷洒。本试验所用农药为阿克泰、小巧、吡虫啉以及啶虫脒，根据害虫的类型以及发生范围，将上述几种农药按一定的比例混合均匀，喷洒在植株上。
2、结果与分析
2.1 室内与大棚拟南芥的生长情况
利用上述方法室内人工光照和大棚培养(11月中下旬－3月中旬)条件下对生态型为Colum－bia的拟南芥进行培养，其生长情况如表1所示：
2.2 室内、大棚培养比较
通过长期的观察发现，大棚培养时，由于光照和温度随天气变化，且大棚内暖气供热状况较差，致使拟南芥生长周期长，但是其叶片颜色很深，叶片的层次感比较好，通常为3层，花序高而粗，比较健壮，果荚内的种子比较大。室内培养虽然生长周期短，但是叶片颜色没有大棚培养的叶片绿色深。且层次感不强，花序不健壮，果荚内的种子相对较小。另外，不同培养条件下的千粒重也不同，大棚内的光照条件培养的拟南芥千粒重较高(0.1128±0.0032g)，而室内弱光和强光条件下培养的拟南芥千粒重较低，分别为(0.0949±0.0055)g和(0.0882±0.0033)g。因此需要根据试验目的来确定培养条件，如以收获饱满种子为目的，建议在大棚培养，若是有时间限制且做生理实验，可在室内人工光照相对较强的培养架上培养。
2.3 拟南芥培养方法比较
2.3.1 幼苗基质培养法与土壤培养法对比通 过这两种方法的比较，认为土壤培养法优于基质培养法，而且用牙签播种不如将种子掺入介质撒播好，原因是基质培养法虽然保证了出苗的一致性，但是培养基质内的环境相对于大棚环境要好得多，幼苗在移栽到土壤后，对环境的适应性差，成活率低，且在以后的培养过程中也面临土壤培养中存在的问题；另外基质培养法育苗增加了工作环节(种子消毒，培养基的配置等)，加重了工作负担，因而不可取。用牙签播种时，由于拟南芥种子极小，蘸水后的牙签吸附的拟南芥种子数量过多，造成点种时的密度过大，不利于壮苗的培育。
2.3.2 干基质装盆与湿基质装盆的比较通过对比试验，认为使用混合均匀的干基质装盆比较好，这样可避免装盆时造成培养基质的黏结，保证培养基质的通透性，利于扎根。
2.3.3 幼苗培养过程中的直接喷水法和底盘吸水法比较通过这两种方法的比较，认为干基质装盆后采用底盘吸水法更好一些，这样可避免人为因素造成植株的二次伤害。
无论哪种浇水方法都要掌握适度：即不干不浇(干的标准是培养基质表面相对于浇水后干燥松散)，待其干后要浇透。浇水勤，培养基质表面易长青苔，不利于植株生长，有将小苗淹死的可能性，更招致蝇类及蛆类害虫的产生。值得注意的一点是每次浇水忌浇半截水，即浇水次数虽多，但每次浇水量却不大，于是在盆内形成了上湿下干或下湿上千的“腰截水”现象，这种半截水现象易造成培养基质的板结，不利于生根和植株生长。
3、小 结
作为重要模式植物的拟南芥，如何在简陋条件下培养是国内外许多实验室面临的问题，本试验的目的主要是为研究工作者在简陋条件下培养拟南芥提供一些方法和经验。认为在无专用人工气候室条件下，拟南芥在大棚条件下培养优于室内培养；土壤培养优于基质培养；干基质装盆法优于湿基质装盆法；底盘吸水法优于基质直接喷水法。
参考文献：
[1]王秀容，沈宏，严小龙，拟南芥室内繁殖技术研究[J]，华南农业大学学报，2002，23(3)：216-218
[2]刘守伟，刘士勇，拟南芥室内培养技术研究[J]，东北农业大学学报，2007，38(2)：279-281
[3]李俊华，张艳春，徐云远，等，拟南芥室内培养技术[J]，植物学通报，2004，2l(2)：201-204
[4]于政权，孙颖，拟南芥室内培养技术的改进[J]，河北师范大学学报，1999，23(4)：549-550
[5]刘峰，施卫明，拟南芥室内水培养技术研究