从“一无是处”到当红明星

作者: 刘梦婷

来源: 科学大院

发布日期: 2017-10-18

本文介绍了拟南芥从被认为“一无是处”到成为植物界模式植物的过程,详细描述了其生物学特性、基因组特点以及在科学研究中的重要性。

今天我们想聊的是一种,凭借“身材”开启成功之路的植物——拟南芥,它被称为“植物界的果蝇”。

拟南芥的英文名字叫做thale cress,其中thale是“阿拉伯”的意思,cress指的是“十字花科植物”,大体告诉我们拟南芥是十字花科大家族的成员了;另一种说法是mouse-ear cress,直译过来就是鼠耳芥,这也是《中国植物志》中引用的名称。拟南芥这个名字则来自其拉丁学名Arabidopsis thaliana的属名,意思是“外观像南芥的”,于是有了拟南芥这个名称。

拟南芥恰如她的名字叙述的一般,正是一年生的细弱草本。这个身高对于天天泡在实验室捣鼓基因的科学家来说,简直不要太喜爱!他们可以在有限的实验室和培养箱中培养大量的拟南芥。

拟南芥生长周期十分迅速,完成“生老病死”这个过程仅仅需要6个星期。当研究十七年蝉的科学家们还在苦苦等待化羽而出的蝉完成生命周期的时候,拟南芥的研究者已经收获了第N代拟南芥的种子了。因此拟南芥可以更快地获取实验结果,一年内繁殖多代可以说是轻而易举。

拟南芥基因组大约为12500万碱基对。可能这个基因组看上去还是很庞大,却是目前已知高等植物基因组中第二小的(第一小的是丝叶狸藻)。拟南芥基因组规模小、重复序列少的特点使其成为建立遗传图谱最适宜的实验材料,通过对拟南芥的研究可以深入了解与掌握植物的形态发生、生长发育、生理生化特性和分子机制。

拟南芥在植物界的地位于1907年得到改善,并在其后的岁月里有了质的飞跃。1907年拟南芥被报道只有5对染色体。这一消息在玉米和豌豆还在遗传学界“横着走”的年代并没有引起多大的轰动,但还好,也算是引起了科研界的一些注意。

拟南芥的生物学特性似乎是为遗传学家们私人订制一般,恰巧符合模式植物的要求。拟南芥小小身板里更是蕴藏了“巨大”的能量。也许“知道”自己命短,为了延续后代,拟南芥的结实量惊人,每株结实数千或者过万,有大量的种子以供培育。

越来越多的人通过对拟南芥的研究揭开了植物基因的神秘面纱,也促使了1965年第一届国际拟南芥研究会议在德国召开(中国承办了第十八届国际拟南芥研究会议,也是第一个承办此会议的亚洲国家)。可以说,拟南芥在植物学、植物生理学、遗传学等科学领域承载了太多希望,正在也将继续发挥巨大作用。

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