Arabidopsis thaliana es una planta crucífera que se utiliza ampliamente en investigaciones sobre genética vegetal, biología del desarrollo y biología molecular. La razón se basa principalmente en que las plantas tienen las siguientes características:
(1) De forma pequeña, con una altura de solo unos 30 cm;
(2) Ciclo de crecimiento rápido, por lo general solo toma alrededor de 6 semanas desde la siembra hasta la cosecha de las semillas <; /p>
(3) Hay muchas semillas y cada planta puede producir miles de semillas por generación.
(4) Características morfológicas simples.
(5) Pequeñas; genoma, sólo 5 pares de cromosomas.
Aunque esta planta es "simple" en muchos sentidos, la mayoría de sus genes tienen una alta homología con otros genes vegetales "complejos". Además, debido a la secuenciación del genoma completo de esta planta ya realizada, Se puede predecir que Arabidopsis desempeñará un papel aún mayor en la investigación en todas las áreas de la botánica.
Bajo la dirección del Sr. Hao Lin del Instituto Shenyang de Ecología Aplicada de la Academia de Ciencias de China, 12 estudiantes de nuestro laboratorio de ciencias biológicas utilizaron Arabidopsis thaliana ecotipo Wassilewskija (WS) como material experimental para el cultivo de tejidos. y obtuvo un tubo de ensayo completo de plántulas. Hojas desprendidas de Arabidopsis thaliana en comparación con el material de cultivo de tejidos vegetales clásico de zanahoria. La desdiferenciación y rediferenciación de los segmentos del tallo lleva poco tiempo y las condiciones son simples. Se puede obtener una gran cantidad de plantas en poco tiempo mediante la propagación de yemas axilares de plántulas de tubo de ensayo. Además, durante el proceso de crecimiento de las plántulas de probeta, es muy fácil inducir la formación de órganos florales. Algunas plantas se convierten en flores completas y florecen cuando tienen solo 0,5 cm de altura. Algunas plantas con casi 100 racimos de plántulas pueden florecer. al mismo tiempo. También observamos ciertos órganos de plántulas de probeta, como estomas, pelos epidérmicos, haces vasculares, etc., que no solo aumentaron el conocimiento extracurricular, sino que también cultivaron el interés en explorar la naturaleza y aprendieron mejor los métodos de investigación científica de las plantas modelo. . 1. Materiales y métodos
1. Materiales experimentales
Las semillas de Arabidopsis thaliana se esterilizaron con peróxido de hidrógeno al 10 % y luego se inocularon en medio MS. Se cultivaron a 28 °C y 1 Oh luz durante cinco semanas para cultivar plántulas estériles. Se cortaron hojas y segmentos de tallo en condiciones estériles y se inocularon en medio de inducción MS. Cultivar en incubadora a 28°C durante el día (12 horas de luz adicional) y 2O°C por la noche. Después de que crezca el callo, transferirlo al medio de diferenciación.
2． Medio
El medio básico es MS y el medio de inducción se complementa con la hormona vegetal IAAO. 5-2 mg, medio de diferenciación más 6BAO. 5-1 mg, OIAO. 5 mg; 20 g de sacarosa, agar 1,2, pH 5,8.
3. Desverdizado de hojas
Coloque las hojas en un tubo eP-pendoff lleno de etanol 95op, use una aguja para hacer un pequeño agujero en la tapa y manténgalo caliente en un baño de agua a 7O ℃ hasta que desaparezca la clorofila. (alrededor de 2Omin). Si es necesario eliminar completamente la clorofila, se debe reemplazar el etanol una vez cada 10 minutos de incubación. 2. Resultados y discusión 1. Inducción de callo y diferenciación de plántulas en probeta Después de cultivar en el medio de inducción durante 1 semana, las incisiones de los segmentos de hojas y de los segmentos de tallo comenzaron a expandirse. Después de dos semanas, el callo creció bien, con una superficie granular y un enverdecimiento parcial. Los sistemas de raíces crecieron en algunos explantes y las plántulas crecieron directamente en los segmentos del tallo con yemas. Corta el tejido del callo y transfiérelo al medio de diferenciación. Después de cinco semanas, los brotes y las raíces se diferenciarán. Después de dos semanas, las plántulas crecerán normalmente. Retire las plántulas del tubo de ensayo completo y transfiéralas a nuevos medios de cultivo. Después de una semana, las plántulas secundarias crecerán desde la base de las plántulas. Después de crecer en el medio original durante 2 a 3 semanas, las plántulas del tubo de ensayo pueden sobrevivir trasladándolas al suelo.
Se informa que la zanahoria es la primera planta con cultivo de tejidos exitoso y ha sido un material clásico para entrenar y enseñar tecnología de cultivo de tejidos vegetales durante muchos años, pero nuestros experimentos muestran que Arabidopsis también es una demostración de cultivo de tejidos. materiales, que se basan principalmente en los siguientes hechos:
(1) Las vacunas estériles son fáciles de obtener. Las semillas se esterilizan superficialmente y luego se inoculan en el medio de cultivo. Después de cinco semanas, se pueden obtener plántulas estériles suficientemente grandes y robustas, que se pueden cortar e inocular en condiciones estériles casi sin contaminación.
Por el contrario, la desinfección de la superficie de los explantes es difícil para los principiantes. Un tiempo de desinfección prolongado hará que los explantes mueran, mientras que un tiempo corto no logrará una desinfección completa y el desinfectante residual también afectará el crecimiento de los explantes. Además, dado que existen muchos pasos para desinfectar la superficie de los explantes, es fácil provocar una recontaminación, por lo que creemos que es muy importante que los principiantes obtengan fácilmente vacunas estériles.
(2) Los ciclos de inducción de callo y diferenciación de plántulas en probeta son cortos. Los resultados de este experimento muestran que solo se necesita 1 mes desde la inducción del callo hasta que se completa la regeneración de la planta.
(3) La tasa de diferenciación de las plantas es alta y se puede inducir a casi todos los explantes a diferenciarse y emerger.
(4) La velocidad de reproducción de las plántulas de probeta es rápida. Divida una sola plántula de tubo de ensayo y transfiérala a un nuevo medio de cultivo. Después de 1 semana, las plántulas secundarias crecerán desde su base. Cuando alcancen un cierto tamaño, se producirán nuevas plántulas secundarias. cultivadas en más de 20 días. Se produjeron más de 100 plántulas in vitro.
(5) Las condiciones requeridas para la inducción y diferenciación son simples. Sólo se añade IAA al medio de inducción y es eficaz dentro de un determinado rango de concentración. Las hormonas necesarias para la diferenciación también son relativamente simples.
2 Observación de órganos
Una vez desverdizadas las hojas, se pueden observar directamente bajo o alta temperatura las estructuras tridimensionales de estomas, pelos epidérmicos, haces vasculares, etc. -microscopio de potencia. Como otras plantas superiores, los estomas de Arabidopsis también están compuestos por dos grandes células protectoras, con cloroplastos distribuidos en el interior de las células (en el lado de los estomas). Se observaron pelos epidérmicos de diferentes estructuras, la mayoría trifurcados y algunos bifurcados o monofurcados. Al observar los haces vasculares, se encontró que los haces de tubos de papel en la punta de la hoja se diferenciaban primero, y los haces de tubos de papel más cercanos a la base de la hoja tenían un nivel de diferenciación más bajo.
Los estomas son las "bocas" de las plantas y son los principales canales para que las plantas intercambien gas y agua con el mundo exterior. Observar la estructura tridimensional de los estomas ayuda a comprender el mecanismo de apertura y cierre de los estomas. y luego comprender la respuesta de la planta al gas y al agua. Mecanismo regulador del intercambio de agua. Los tricomas epidérmicos de Arabidopsis thaliana son muy especiales. Están compuestos por células individuales. Su desarrollo y diferenciación son relativamente sencillos. Son un material excelente para estudiar la regulación de la diferenciación celular en las plantas superiores. Se identificó el desarrollo de tricomas epidérmicos. Los tricomas epidérmicos simples y bifurcados observados en este experimento pueden ser causados por mutaciones genéticas, porque los tricomas epidérmicos trifurcados son la estructura normal de los tricomas epidérmicos de Arabidopsis thaliana. El haz vascular es uno de los principales tejidos de las plantas superiores, y su grado de diferenciación puede marcar la división global de las células