擬南芥
阿拉伯芥（學名：Arabidopsis thaliana），又名擬南芥、鼠耳芥、阿拉伯草，是一種原生於歐亞大陸及非洲的被子植物[2][3][4][5][6][7]。擬南芥被認為是一種雜草[8]；它可在路邊和被擾動土地上被找到。
擬南芥
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科學分類 
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| 界： | 植物界 Plantae |
| 演化支： | 維管束植物 Tracheophyta |
| 演化支： | 被子植物 Angiosperms |
| 演化支： | 真雙子葉植物 Eudicots |
| 演化支： | 薔薇類植物 Rosids |
| 目： | 十字花目 Brassicales |
| 科： | 十字花科 Brassicaceae |
| 屬： | 擬南芥屬 Arabidopsis |
| 種： | 擬南芥 A. thaliana
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| 二名法 | |
| Arabidopsis thaliana | |
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阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）分佈範圍
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| 異名[1] | |
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Arabis thaliana | |
擬南芥是一個生命周期相對較短的冬季一年生植物，它是植物生物學和遺傳學領域的流行的模式生物。對於一個複雜的多細胞真核生物，擬南芥有一個相對較小的基因組，大約135百萬鹼基對（Mbp）[9]。擬南芥是第一個基因組被完整測序的植物。它是理解許多植物性狀的一種流行的分子生物學工具，包括花的發育和向光性。
模式生物
編輯
植物學家和生物學家在1900年代初期開始研究擬南芥，1945年前後首次對突變體進行了系統描述[10]。擬南芥現在已經被廣泛的用於研究植物科學，包括遺傳學，進化，種群遺傳學，和植物發育研究中[11][12][13]。儘管擬南芥在農業上並無多少直接的貢獻，但有幾個優點使其成為研究有花植物的遺傳、細胞、分子生物學的一個有用的模式生物。其在農業科學中所扮演的角色正仿佛小鼠和果蠅在人類生物學中的一樣。
擬南芥基因組之小有利於基因定位和測序。其基因組大約為12,500萬鹼基對和5對染色體，在植物中算是小的。在2000年，擬南芥成為第一個基因組被完整測序的植物。[14]在探明至今已發現的25,500個基因的功能上已作出了非常多的工作。[15]
植株之小與生活周期之短同樣也是擬南芥的優點。實驗室常用的許多品系，從萌芽到種子成熟，大約為六個星期。植株之小方便其在有限的空間內培養，而單個植株能產生幾千個種子。此外，其自花傳粉的機制也有助於遺傳實驗。 所有這些都使擬南芥成為遺傳研究的模式生物。
最後，利用根瘤農桿菌把DNA轉化進擬南芥基因組已是常規操作。而現在利用「花序浸漬法」（floral-dip）進行轉化並不涉及組織培養和植株再生。
分類
編輯本物種最早期的描述於1577年，當時在德國圖林根諾德豪森（當時屬於韋廷家族恩斯特系諸邦國）的一位醫生和植物學家Johannes Thal（1542–1583）描述了一株在哈茨山的植株，並稱之為Pilosella siliquosa。1753年，卡爾·林奈將植株重新命名為Arabis thaliana，以紀念Thal。1842年，德國植物學家Gustav Heynhold建立了新的Arabidopsis屬，並把本物種歸入這新建的屬。這個新屬的名稱源於希臘語的Arabidopsis，意思就是「跟南芥屬物種相似的」。
1873年，亞歷山大·布朗第一次用文獻記錄了擬南芥的突變體。然而，直到1943年，擬南芥作為模式生物的潛能才有文獻記錄。[16]這個突變體現在稱為AGAMOUS，而這個突變的基因也在1990年被克隆分離出來。[17]
數千個擬南芥天然近交種質（accessions）從整個自然和引進的範圍內已經被收集[18]。這些種質表現出相當大的遺傳和表型變異，可以用來研究這個物種適應不同的環境[18]。
研究
編輯花的發育
編輯擬南芥已被廣泛作為花的發育模型之研究。1991年，恩里科·科恩和埃利奧特·邁耶羅維茨總結了金魚草及擬南芥中的經典遺傳實驗結果，提出了被子植物花器官發育的經典ABC模型[19]，成為植物發育生物學領域的一大里程碑式發現。根據這個模型，花器官特徵基因分為三類：A類基因（影響萼片和花瓣），B類基因（影響花瓣和雄蕊），C類基因（影響雄蕊和心皮）。這些基因編碼轉錄因子，在開發過程中結合在其各自的區域中導致組織規格。雖然通過擬南芥花發育的研究，但這種模式一般適用於其他開花植物。
光覺
編輯感光光敏色素A，B，C，D和E介導的紅色光為基礎的向光性反應。理解這些受體的功能，幫助植物生物學家理解調節光週期，萌發，黃化現象，和避蔭的植物信號傳導級聯。
擬南芥被廣泛用於向光性，葉綠體定位，氣孔開度和其他受藍光影響的過程的遺傳基礎研究[20]。這些性狀響應於由光促進的光接收器感知的藍光。
非孟德爾式遺傳
編輯植物-病原體相互作用
編輯理解植物如何抵抗保護世界糧食生產以及農業是非常重要的。已經開發了許多模型系統以更好地理解植物與細菌，真菌，卵菌，病毒和線蟲病原體之間的相互作用。擬南芥一直是植物病理學研究的有力工具，也就是植物與致病病原體之間的相互作用。
| 病原體類型 | 在「擬南芥」中的例子 |
|---|---|
| 細菌 | Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris |
| 真菌 | Colletotrichum destructivum, 灰葡萄孢菌, Golovinomyces orontii |
| 卵菌 | Hyaloperonospora arabidopsidis |
| 病毒 | Cauliflower mosaic virus (CaMV), 菸草鑲嵌病毒 (TMV) |
| 線蟲 | Meloidogyne incognita, Heterodera schachtii |
數據庫和其他資源
編輯參見
編輯
參考文獻
編輯- ^ Warwick SI, Francis A, Al-Shehbaz IA. Brassicaceae species checklist and database. Species 2000 & ITIS Catalogue of Life 26. 2016 [2021-06-30]. ISSN 2405-8858. （原始內容存檔於2018-12-09）.
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外部連結
編輯
維基物種上的相關資訊：擬南芥- The Arabidopsis Information Resource (TAIR) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- The Arabidopsis Book - comprehensive electronic book
- Arabidopsis thaliana: another "model organism"
- Salk Institute Genomic Analysis Laboratory （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 來邦網 擬南芥基因試劑 from Kimball's Biology Pages （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- Danish biotech firm Aresa Biotection （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） uses a genetically modified Thale Cress to detect compounds like explosives (land mines)
