模式植物拟南芥PPT课件.ppt

模式植物中的代表 拟南芥 成员 鲍臻胡俊逸阮天琪 1 目录 2 你知道什么叫模式植物吗 所谓模式植物 就是指一种植物的特征很明显的 可以很容易和其他植物区别的植物 一般都由命名的哪个植物学家采的标本为准 所以目前世界上已经定名的每一种植物都有模式植物 也包括藻类等水生植物 返回目录 3 烟草 金鱼草 水稻 拟南芥 4 拟南芥 拟南芥英文名ThaleCress拉丁名Arabidopsisthaliaba 又名鼠耳芥 阿拉伯芥 阿拉伯草 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 基生叶有柄呈莲座状 叶片倒卵形或匙形 茎生叶无柄 披针形或线形 总状花序顶生 花瓣4片 直径约3毫米 白色 匙形 雄蕊6枚 花药黄色 雌蕊圆柱状 花柱短 柱头凹陷 花期3 5月 返回目录 5 植物界中的果蝇 拟南芥 植株形态个体小 高度只有30cm左右 1个茶杯可种植好几棵生长周期快 每代时间短 从播种到收获种子一般只需6周左右种子多 每株每代可产生数千粒种子 形态特征简单 生命力强 用普通培养基就可作人工培养 基因与大多数植物基因具有很高的同源性 能代表大多数的特点 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 返回目录 6 对拟南芥的研究 拟南芥基因组计划分为3项内容 构建基因组的遗传图 构建基因组的物理图和测定基因组的DNA全序列 在2000年底 这项计划已经顺利完成 科学家们已绘制出了包含约1 3亿个碱基对 2 5万个基因的拟南芥基因的完整图谱 这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列 我国克隆了1303个转录调控因子基因 占拟南芥全部转录因子的85 是世界上获得转录因子基因最多最完整的国家 已将其中的1282个提交到拟南芥生物研究中心 ABRC 根据ABRC提供的数据 我国所提供的克隆已成为全世界拟南芥研究中需求量第二大的一组克隆 转录因子家族是需求量最大的 成为世界植物科学界了解中国的重要窗口 返回目录 7 对拟南芥研究所引出的两大热点 最近的研究表明 拟南芥中参与加MIRNA初始转录本的还有必需蛋白SERRATE SE 在拟南芥MIRNA的生物合成途径中还发现另一个重要的蛋白HENI 它的主要功能是使MIRNA末端的核糖被甲基化以防止MIRNA的末端被其他酶所识别 从而保证了MIRNA在细胞特定位置的稳定性 对MIRNA的研究为完整认识高等生物中 包括动物和植物中 的MIRNA生物合成过程提供了有价值的信息 在拟南芥中总共发现了5个编码TA SIRNA的基因 a b TASlc TAS2 TAS3等 其中TAS3产生的ta siRNA参与叶片极性发育 并且调节植物营养生长阶段时间的长短 对ta siRNA的研究还处初步阶段 有待进一步的研究 返回目录 8 拟南芥在植物科学研究中的应用 形态发生与生长发育的分子生物学 由于拟南芥植株小 生长周期短且产量大很容易从其人工诱变产生遗传变异得到大量诱变体 已成为植物形态发生 生长发育及遗传育种研究的首选材料 对于拟南芥的基因来说 通过筛选诱变处理的M2代个体2000株 即可获得一种失去某种功能的突变体 克隆这些基因并研究其功能 变异的分子基础或遗传本质和它们控制植物发育的机理 对于解释和研究控制植物的形态发生和生长发育过程具有重大的意义 9 分子遗传学 拟南芥的基因组很小 克隆它的有关基因相对说来比较容易 使得其基因库的构建 筛选等过程变得简单 快速 另外 由于拟南芥基因组小 其基因组中具有的高度重复 中度重复及低度重复DNA的比例就低 相比之下 有功能的单拷贝序列所占的比重就很大 这一特点使得它极适宜用染色体步移技术来分离其较大的功能片段 同时 它也很适宜用来分离和克隆整个基因组的各种目的基因 基因的克隆 转化目前 人们通过用各种植物的探针与拟南芥cDNA杂交或利用基因文库或T一DNA插人突变克隆拟南芥的低拷贝序列 分离出各种拟南芥基因 并对其进行序列分析 进而研究基因的表达 调控与物种的进化 此外 拟南芥还被认为是研究植物与病原菌之间相互关系的理想模式物种 多种致病体原已经成功建立 并克隆到多个相应的基因 对进一步认识植物与病原菌相互关系的分子机制有着重要的意义 返回目录 10 展望 拟南芥的研究已经取得了许多突破性的进展 尤其是自基因组DNA全序列测定以后 对拟南芥的研究已经进入了 后基因组时代 研究者们现在可以快速有效地利用多种手段去研究一个基因 一条调控途径乃至整个调控网络的生物学功能 可以预料 科学家们还将能够从小小的拟南芥中 获得他们感兴趣的各种生命信息 进一步解决许多实际问题 并在产上取得更大的经济效益和社会效益 谢谢 11 miRNA miRNA是高等真核生物中一类非翻译RNA 由基因组编码 在一些酶的参与下破坏与之结合的mRNA或者干扰mRNA的正常翻译 大多数已经发现的miRNA都参与植物重要的生命活动 返回 12 trans actingsiRNA ta siRNA ta siRNA的前体就如同普通的mR