更新时间：2024-09-20 21:32
拟南芥（拉丁学名：Arabidopsis thaliana（L.）Heynh.），又名鼠耳芥，系十字花科（Brassicaceae）拟南芥属。拟南芥广泛分布在欧洲、亚洲、非洲、大洋洲和北美洲等，在中国主要分布于华东、中南、西北及西部各省区。
拟南芥为一年生草本植物，高20-35厘米，具单毛及分枝毛；茎直立，不分枝或或自中上部分枝；基生叶有柄呈莲座状，叶片倒卵形或匙形；茎生叶较小，无柄，披针形或线形；总状花序顶生，花瓣白色，长圆条形；长角果条形，长10-14毫米，果梗伸展，长3-6毫米；种子每室1行，呈红褐色卵形。
自20世纪80年代中期开始，拟南芥被广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学等的研究。拟南芥不仅植株小，生命周期短，种子量大，突变体丰富，还具有很小的基因组和很少的重复序列，已成为一种典型的“模式”植物，被誉为植物界的“果蝇”。
拟南芥的遗传学研究始于1907年，Laibach（1943）借助光学显微镜观察到拟南芥体细胞中仅有5对染色体，之后他与不同的合作者收集了许多不同的生态类型，并与他的同事进行了第一次突变实验。1943年，Laibach在发表的出版物中指出了研究拟南芥的好处（容易生长、基因组小、生命周期短、种子产量高、可以杂交和突变），基于这些观察，他建议采用拟南芥作为植物科学的模式生物，并指出它与其他模式的“主要例子”—黑腹果蝇的适应性有多么相似。
20世纪40年代，对拟南芥的研究进入细胞遗传学阶段，并成功地做了第一个诱导试验，认为不同的诱变剂诱变频率不同，同一诱变剂对不同的基因诱变频率亦不同。
60-70年代，科学家们对拟南芥进行了大量的化学诱变和辐射诱变，获得了上百个拟南芥突变体，常见的有：激素缺陷或抗性突变。这些突变体的研究揭示了多细胞真核生物中存在一类调控基因，其产物可以调控一系列细胞专一性的表达，从而控制发育过程这一奥秘。同时深入开展了非整倍体的细胞遗传学研究，在此基础上绘制出拟南芥的遗传连锁图谱。此外，60年代中期，一个连接小型拟南芥研究团体的年度通讯—AIS（）被建立起来，最终演变成现在的拟南芥信息资源（TAIR）数据库（）。
80年代以后的分子生物学研究表明，拟南芥不仅植株小，生育周期短，种子量大，突变体丰富，还具有很小的基因组和很少的重复序列，这些特点使得拟南芥成为发育遗传学和分子遗传学研究的模式植物。
2000年底，拟南芥全基因组已完全测定并公开发表，作为第一个经完全测序的被子植物门，拟南芥基因组全序列的获得为进行大规模维管植物基因的鉴定、基因结构与功能的分析、基因表达与调控的研究奠定了坚实的物质基础，并将改进和发展一系列进行功能基因组研究的方法与技术。
拟南芥是一年生细弱草本植物，高20-35厘米，被单毛与分枝毛；茎不分枝或自中上部分枝，下部有时为淡紫白色，茎上常有纵槽，上部无毛，下部被单毛，偶杂有2叉毛。
基生叶有柄呈莲座状，叶片倒卵形或匙形，长1-5厘米，宽3-15毫米，顶端钝圆或略急尖，基部渐窄成柄，边缘有少数不明显的齿，两面均有2-3叉毛；茎生叶较小，无柄，披针形或线形，长0.5-5厘米，边缘有1-2齿或全缘。
花序为疏松的总状花序，结果时可伸长达20厘米；萼片长圆卵形，长约1.5毫米，顶端钝、外轮的基部成囊状，外面无毛或有少数单毛；花瓣四瓣，白色，长圆条形，长2-3毫米，先端钝圆，基部线形，为四强雄蕊，子房具两心皮。
角果长10-14毫米，宽不到1毫米，果瓣两端钝或钝圆，有1中脉与稀疏的网状脉，多为桔黄色或淡紫色；果梗伸展，长3-6毫米；种子每室1行，呈红褐色卵形。
拟南芥作为一种典型的模式植物，广泛应用于植物科学，包括遗传学、进化论、群体遗传学和植物发育等的研究，其原因主要基于该植物具有以下特点：
(1)形态个体小，株高一般为20-35厘米，占地小，容易操作，适于在室内开展工作；
(2)生长周期快，从播种到收获种子一般只需6周左右，以它作为实验材料进行遗传分析时，可以大大缩短时间；
(3)种子多，每株每代可产生数千粒种子，有利于各世代各遗传特性的充分表达并进行大量的遗传研究；
(4)自然自花授粉；
(5)基因组小，只有5对染色体，是维管植物中基因组最小的物种之一，由于植物进化过程中的遗传保守性，拟南芥与其它植物的基因组间有较大的同源性，因此较易从其中克隆出所需基因并易于对所分离出的基因进行序列分析，进而研究基因的表达和调控等。
原产于温带欧亚大陆到热带非洲山区，后在朝鲜、日本、苏联的西伯利亚地区和中亚、印度、伊朗、欧洲、非洲和北美洲等均有分布，在中国主要分布于华东、中南、西北及西部各省区。
作为长日照植物，拟南芥在强光和长日照下开花早，生长周期短，光照强度弱会使拟南芥叶子颜色发黄发灰，植株较弱。
拟南芥对温度的要求比较宽松，在自然条件下（温度为8-30℃，日平均温度小于 22℃），拟南芥植株可以正常生长。温度可以影响拟南芥的生长速度，20 -22℃培养，拟南芥生长速度较慢，生长期长；25 -28℃培养，拟南芥生长较快，生长期短。短时间的温度过高不会造成太大影响，若时间过长，植株的开花和结果都会受到影响，甚至会影响花器官形成，花苞易干枯；有的花虽能形成果实，但多内空或种子小，不饱满。
拟南芥是喜湿润的植物，水对拟南芥的影响可分为培养基质中的水分和空气中的水分两方面的影响。培养基质不干不浇，水分过多则不利于壮根；而生长环境的空气相对湿度比较高时拟南芥才能生长良好，否则结实少，植株瘦弱，叶易干枯。
拟南芥对于酸碱度比较敏感，在偏酸的环境下生长较好。
在自然条件下，拟南芥是典型的自花授粉植物，这使得拟南芥在种植繁种过程中得以保持其遗传上的稳定性。
拟南芥属于有性繁殖，既可以自交，也可以人工杂交。因此在实验过程中，根据研究目的实施人工杂交，可以使遗传分析工作更容易完成。
拟南芥室内培养一般从种子春化开始，经历消毒、育苗、移栽、后期管理、种子收集及保存等阶段。通常采用水培和土培两种方法，直播水培法是实验室中常用的一种方法，它适合于高通量的拟南芥突变体的筛选，做法是利用一大一小两个一次性塑料杯自制一套水培装置进行种子点播。
水培法只适用于短期的拟南芥幼苗培养，土培法在实际操作中更为实用，实验室一般都采用这种方法。土培法可分为移栽法和直播法。直播法即直接将种子播种在培养介质上；移栽法则是将培养基上生长一段时间的幼苗移栽到培养介质上进行再次培养的方法。根据拟南芥生长培养介质的不同可分为多种土培法：蛭石培养法、沙培法、混合土培养法等，其中混合土培养法更为通用。混合土培养法所使用的培养基质，既有拟南芥苗期根系生长所需的透水和透气性，又能为拟南芥后期生长持续提供养分，且水、肥和气供应均衡一致，因此在这种培养基质上培养的拟南芥成活率高，生长健壮，生长发育进程快且整齐。
拟南芥在播种前需将种子进行消毒、春化处理。拟南芥种子表面经乙醇、次氯酸钠和无菌水消毒后，可以使植株减少病害的发生。种子的春化处理并不是必需的，但春化处理可以有效地提高种子的发芽率。对种子的春化处理可以在湿润条件下置4℃冰箱内低温处理3-4天，对于已在冰箱内保存一个月以上的种子可不必低温处理。
拟南芥不耐旱，缺水时应及时浇水。可将培养盆放于平底托盘上，往托盘中加水，使水从盆底部的孔上渗，这样可避免直接往培养基质上浇水时冲倒小苗。要严格控制浇水次数，盆土不干不浇。浇水过多则不利于壮根，基质表面易生藻类及苔藓植物，更为有害的是过湿的盆土易招蝇类在基质表面繁殖蛆类美国白灯蛾，这些虫子可咬食根和莲座叶，尤其对幼苗危害大。通常拟南芥的培养基质中含有丰富的营养成分，所以不必浇营养液（浇自来水即可）。
在种植拟南芥的过程中，真菌如菌核病菌和白粉病菌以及害虫如蚜虫、小菜蛾和菜粉蝶常危害拟南芥，特别是大规模栽培时危害更大。除控制浇水外，在拟南芥出第一对真叶后用竹签将培养介质表面拨松，此措施可有效减少蘑菇蝇蛆的繁殖，提高成活率。一旦发现恶性病虫害，应及早将感染的植株全部移出，避免传染到正常植株。
拟南芥的培养基质要求含有丰富的营养，更为重要的是要具有较好的松散性和通气性。
拟南芥属长日照植物，增加光照时间可以提前开花。此外，如果将花序掐除，则可以促进营养生长，延迟花期。通常待花序长至10厘米左右时从基部掐掉，这样从花序基部会发出更多花序，同时可短暂抑制生殖生长，促进营养生长，长出的次生花序非常粗壮，不易倒伏。
种植密度也可以影响拟南芥的正常生长，密度过大，拟南芥生长空间就会受到限制，每棵植株所获得的营养成分不均或不足，会造成植株细弱，莲座小。因此，出苗后约1周，待新叶长出时进行适当间苗，每穴留1株壮苗，未出苗的穴可以移苗补齐。间苗不宜太晚，否则易伤及临近的植株，且因养分、空间等的争夺减慢生长速度。
种植不同基因型的拟南芥时，应注意防止交叉传粉和种子混杂。对于前者，因拟南芥是自花授粉植物，在花期将不同基因型的植株分开，进行人工隔离即可；对于后者则应特别小心，在播种及收种等环节要仔细做好记录。
拟南芥细胞核共包含5对染色体，约120Mb（百万碱基），是维管植物中基因组最小的物种之一，因此长期以来被作为分子生物学、发育生物学和遗传学研究的模式材料，尤其是作为第一个经完全测序的被子植物门，其基因组全序列在2000年底完全测定并公开发表后，更加激发了人们对其基因结构与功能进行更为详尽研究的兴趣。如今拟南芥已成为全球应用最广泛的模式植物，被誉为“植物中的果蝇”。
在分子生物学研究领域，研究人员通过物理（如辐射处理）、化学（如EMS诱变）及生物（如利用植物内源转座子或者根瘤农杆菌将脱氧核糖核酸片段转入拟南芥基因组）的手段，已获得大量发生在不同基因位点的突变体。这些突变体研究为基因是否控制着诸如形态发育等这样一种复杂过程的问题提供了理论依据，从而为形态发生与生长发育的分子生物学研究及作物遗传改良提供了大量良好的基础材料。
在发育生物学研究领域，科学家们也做了一系列研究。例如花的发育模式受两个基本模式控制，一是花器官的数目和位置，如十字花科的花共有16种器官，每一种器官均处在某一特定的位置上；二是器官位置的确定性，即不管在哪一种种子植物中，花器总是从外向内地依次分化为花萼、花瓣、花丝和心皮这4轮花器官。关于基因对这两类基本模式的影响，主要是从对拟南芥的研究中获得的。
在遗传学研究领域，植物科学家们也利用拟南芥模式系统，对植物的遗传、细胞、发育、生理等方面进行研究，丰富了人类对于植物生命活动内在机理的认识。例如开展对拟南芥的遗传学研究尤其是分子遗传学研究，不仅在理论上有助于揭示物种的进化、植物的发育、基因的表达和调控等等，在实践上还可能将拟南芥基因组中与光合作用、呼吸代谢、贮藏物质合成、器官形态建成、干物质积累、抗病抗逆等有关的基因逐一分离出来，再通过转基因技术转入到重要的农作物中和经济植物中，以获取巨大的经济效益。
拟南芥.中国生物物种名录.2022-11-26