在一般的溫室或人工氣候室條件下,從阿拉伯芥種子的春化至第一批角果成熟大約需8周左右時間。當(dāng)然,也可以通過改變生長條件以達到使阿拉伯芥提前或推后開花結(jié)實的目的。如延長每天的光照時間,可使阿拉伯芥明顯地提前開花結(jié)實,利用每天接近24小時的光照條件培養(yǎng),甚至在6周左右即可收獲第一批成熟角果。阿拉伯芥的這一特性使實驗工作周期大大縮短,特別是對于許多遺傳分析工作,比利用一般的高等植物材料(如麥類、豆類作物)可以成倍地節(jié)約時間。
阿拉伯芥是野生的雙子葉草本植物,在野外自然條件下一般春季萌發(fā),到夏季即種子成熟。應(yīng)該說阿拉伯芥的生長發(fā)育對環(huán)境條件并無十分特殊的要求,因此在實驗室條件下的種植及管理也相對比較簡單。但中國許多實驗室反映,阿拉伯芥的培養(yǎng)較為困難,幼苗時發(fā)生死亡、或抽薹后植株生長瘦弱等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生;而且經(jīng)常發(fā)生較嚴重的蟲害等。
如果有條件較好的日光溫室(包括夏季有降溫裝置、冬季的晚上可以增溫等),可以直接在溫室內(nèi)培養(yǎng)阿拉伯芥。但如果沒有現(xiàn)成可用的溫室,而新建溫室又投資太大,可選擇一般實驗樓的普通房間稍加改裝即可作為阿拉伯芥的培養(yǎng)室。
(1)溫度條件:適宜阿拉伯芥生長的溫度在18℃至22℃之間,一般高溫以不超過25℃為宜。有條件的情況下,可以利用可控溫的制冷/加熱機組作為培養(yǎng)室的溫度控制裝置。最簡單的方法是利用冷暖兩用式空調(diào)機,空調(diào)機的功率大小可根據(jù)培養(yǎng)室的面積和光源功率的大小而定。根據(jù)經(jīng)驗,一間12平方米左右大小的培養(yǎng)室,按照不大于5kw的日光燈光源配置(作為主要散熱源的日光燈鎮(zhèn)流器部分可安裝在培養(yǎng)室外),有2臺1.5匹的空調(diào)機就能滿足中國北京地區(qū)四季條件下培養(yǎng)室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)。如果選用功率較大的特殊光源,可在生長室內(nèi)裝一玻璃隔層,將隔層與用于培養(yǎng)阿拉伯芥的空間之間盡可能密封,用通風(fēng)的方式將隔層內(nèi)的光源散熱消除。
除非所從事的研究工作有特殊要求,阿拉伯芥的一般培養(yǎng)過程對光質(zhì)的要求也不嚴格,僅用一定密度的日光燈管就可以達到要求。在培養(yǎng)室內(nèi)可擺放多層培養(yǎng)架,每層安裝5至6支40w的日光燈即能達到所需光照強度。
(2)光照條件:阿拉伯芥的生長不需要很強的光照,將生長室內(nèi)的光照強度控制在80℃。
(3)濕度:在阿拉伯芥幼苗期,培養(yǎng)室內(nèi)最好保持相對濕度在75%至80%之間。待阿拉伯芥長至2對以上真葉后,只要維持一般的濕度即可,不必特別增加濕度。增加培養(yǎng)室內(nèi)濕度可用一般的市售家用加濕器即可。如果室內(nèi)培養(yǎng)的阿拉伯芥生長期各不相同,可采用對幼苗局部塑料薄膜保濕的方法,而不必將整個培養(yǎng)室維持在較高濕度。
在播種前最好將種子進行消毒、春化處理??捎?.5%次氯酸鈉和0.01%Triton-X100混合液將種子消毒10分鐘,再用無菌水清洗3-4次,以免植株發(fā)生病害。對于有時需要在無菌條件下培養(yǎng)的幼苗,可采用同樣的方法對種子進行消毒。種子的春化處理并不是必必需的,但春化處理可以有效地提高種子的發(fā)芽率。對種子的春化處理可以直接在一般的冰箱里(4℃左右)進行,將消毒后的種子在濕潤條件下春化2至3天后可進行播種。
待幼苗長出至少2對真葉后,可適當(dāng)進行間苗使植株間有一定間隔距離,以保證植株個體生長健壯、結(jié)實飽滿。培養(yǎng)阿拉伯芥經(jīng)常會遇到蚜蟲的危害,可根據(jù)蟲情用稀釋2000至3000倍的愛福丁或蟲螨齊克交替使用以滅蟲。為防止病蟲害,還應(yīng)注意對所用營養(yǎng)土的滅菌、滅蟲卵處理,特別是對在使用過程中曾發(fā)生病蟲害的營養(yǎng)土應(yīng)該進行處理或廢棄不再使用。),黑暗/光照周期為12/12小時或10/14小時,光照強度為80―120°C之間為宜(勿超過25°C―22°播種時可將春化后的種子直接播于預(yù)先浸濕的營養(yǎng)土(可在花市購得)與蛭石的混合物中,種子應(yīng)播于混合土的近表面(切忌深播)。為保證出苗整齊,每一位點可播數(shù)粒種子。為保持濕度,在播種后可用塑料薄膜將盆(或育苗盤)覆蓋,待幼苗長出2對真葉后再將薄膜去掉。培養(yǎng)室溫度以20°C為標(biāo)準。
目前發(fā)現(xiàn)的擬南芥共有750多個生態(tài)型,這些生態(tài)型的擬南芥在形態(tài)發(fā)育,生理反應(yīng)方面有著相當(dāng)大的差異。作為模式植物的擬南芥在實驗室中最為常見的三種生態(tài)型分別是Landsbergerecta(Ler)、Columbia(Col)、Wassilewskija(Ws),其中Col生態(tài)型用于擬南芥的全基因組測序,Landsbergerecta是另外一種生態(tài)型Landsberg的erecta基因缺失的突變體。