нут
![]() | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Март 2013 г. ) |
нут | |
---|---|
![]() | |
культурный однолетний нут Cicer arietinum | |
Научная классификация ![]() | |
Королевство: | Растения |
Клэйд : | Трахеофиты |
Клэйд : | покрытосеменные растения |
Клэйд : | эвдикоты |
Клэйд : | Розиды |
Заказ: | Фабалес |
Семья: | Бобовые |
Подсемейство: | Фабоиды |
Клэйд : | Мезо-Papilionoideae |
Клэйд : | Клада, накапливающая небелковые аминокислоты |
Клэйд : | Хологалегина |
Клэйд : | Инвертированная клада без повторов |
Племя: | Нут Алеф. |
Род: | нут Л. |
Разновидность [ 1 ] | |
45; см. текст | |
![]() | |
Синонимы [ 1 ] | |
Ночотта С.Г.Гмель. (1774) |
Cicer — род семейства Fabaceae бобовых и единственный род, встречающийся в трибе Cicereae . Он включен в состав IRLC , а его местное распространение происходит на Ближнем Востоке и в Азии . Его самый известный и единственный одомашненный представитель — Cicer arietinum , нут.
Разновидность
[ редактировать ]Принято 45 видов: [ 1 ]
- Цицер акантофиллум Борисс.
- Цицер Анатоликум Алеф.
- Цицер ариетинум L.
- Cicer arietinum subsp. arietinum - нут культурный однолетний
- Cicer arietinum subsp. ретикулатум (синоним Cicer reticulatum )
- Нут атлантический Косс. из Майре
- Балкарский птенец Галушко
- Cicer baldshuanicum (Попов) Линч.
- Cicer bijugum Rech.f.
- Канарский птенец А.Сантос и Дж.П.Льюис
- Нут хорассаникум (Бунге) Попов
- Нутовый клин Hochst. от А. Рича
- Нут эхиноспермум П.Х.Дэвис
- Цицер Федщенко Линч.
- Кудряшка Липского
- Цветущий нут Фенцля
- Цицер Греческий Орф. из Буасса
- Cicer grande (Popov) Korotkova
- Cicer гетерофиллум Contandr., Памукч и Кезель
- Инкин-цыпленок Коротковой
- Cicer incisum (Will.) К. Малый
- Еврейская цыпочка Бойса .
- Цицер Керманенсе Борм.
- Цицер Коршинский Линч.
- Цыпочка Хэппи Расулова и Башарипова
- Cicer luteum Расулова и Б.А.Шарипова
- Нут Попов
- Cicer microphyllum Royle ex Benth.
- Cicer Mogolatvicum (Попов) А.С.Корол.
- Цицер монтбрети Джауб. и Спах
- Нут в нескольких кувшинах от Maesen
- Цицер оксиодон Буасс. И Хоэн.
- Маленький птенец (Попов) Невский.
- Cicer pinnatifidum Jaub. и Спах
- Бойс жалит птенца .
- Cicer rasulovae Lincz.
- нут Подлеч
- Мечтательная цыпочка Стефана из Вашингтона
- Цицер спироцерас Джауб. и Спах
- Cicer stapfianum Rech.f.
- Cicer subaphyllum Boiss.
- Cicer tragacanthoides Дж.Бергер и Гёктюрк
- Цицер Улудеринсис Донмез
- Нутовая ямасита Китам.
Культивируемые виды
[ редактировать ]В настоящее время единственным культивируемым видом рода Cicer является C. arietinum , широко известный как нут. [ 2 ]
Диким прародителем является C. arietinum Cicer reticulatum . Поскольку нут произошел от этого дикого растения, существует вероятность того, что этот дикий прародитель после одомашнивания может предложить другие формы съедобного нута. У дикого нута ( C. reticulatum ) значительная часть зрелых стручков остается нетронутой, и эта особенность приводит к тому, что этот вид описывается как предварительно адаптированный к одомашниванию. По сути, это означает, что функция одной из его черт может меняться или развиваться по мере приручения прародителя. Это означает, что у этого вида можно регулировать такие характеристики, как текстура, размер и, что наиболее важно, содержание питательных веществ. Одомашненный нут считается нечувствительным к яровизации (он может цвести в любое время года), тогда как дикий C. reticulatum демонстрирует значительное опережение цветения (до 30 дней) в ответ на яровизацию, что означает, что растению придется расти в районы, где он подвергается длительному периоду холода, прежде чем сможет нормально расти. [ 3 ]
Хотя есть надежда на какой-то процесс одомашнивания, который позволит создать новые источники пищи с помощью C. reticulatum , есть несколько проблем, которые делают одомашнивание этого дикого вида довольно трудным. Первая из этих проблем заключается в том, что C. reticulatum может предложить лишь ограниченную адаптивную аллельную вариацию для улучшения урожая нута. Кроме того, узкий ареал C. reticulatum предполагает, что перспективы улучшения адаптивного диапазона одомашненного нута весьма ограничены. Неравномерное распространение дикого растения, небольшое количество семян, образующихся на одно растение, и относительно низкая аллельная изменчивость внутри популяций (дикого предка) делают сохранение зародышевой плазмы (сохранение семян или тканей, иначе известных как живые генетические ресурсы растений) ) немного сложно. [ 4 ]
В прошлом селекция нута сталкивалась с проблемами из-за отсутствия генетического разнообразия. Это привело к ограничению усилий по повышению устойчивости к таким заболеваниям, как аскохитоз и фузариоз. Также существуют проблемы, такие как насекомые, способные прорваться через стручки нута, и ограничения в повышении устойчивости к абиотическим стрессам, таким как неизлечимая засуха и экстремальные температуры. Чтобы устранить эти ограничения, необходимо введение аллелей, контролирующих интересующие признаки, из дикой зародышевой плазмы и увеличения генетического разнообразия культивируемого нута. В настоящее время непосредственный предок нута, C. reticulatum , и его интерфертильный родственный вид Cicer echinospermum являются основными источниками новых вариаций. Интрогрессия из более отдаленно родственных генофондов все еще возможна, но эту возможность необходимо провести дополнительные исследования. [ 5 ] Но узкая вариация дикого предка ( C. reticulatum ) нута и ограниченное количество образцов C. reticulatum вызвали необходимость поиска желаемых аллелей у других, более отдаленно родственных Cicer . видов [ 6 ]
Устойчивость различных многолетних растений Цицера и возможности улучшения растений.
[ редактировать ]Многолетние растения Cicer обладают большей устойчивостью в определенных средах по сравнению с устойчивостью других травянистых видов. Хотя некоторые многолетние растения Cicer трудно собирать, были проведены исследования по улучшению всхожести отдельных видов. Различные исследования подчеркивают специфическую устойчивость и улучшение приспособленности отдельных многолетних видов Cicer . Например, один из способов, с помощью которого Cicer canariense , многолетний вид, смог улучшить свою приспособленность, — это научные эксперименты.
Cicer canariense , многолетний вид, имеет пониженную всхожесть из-за твердой семенной кожуры. можно использовать различные методы, такие как химическая скарификация концентрированной серной кислотой , а также обработка горячей водой Однако для улучшения всхожести . В одном конкретном исследовании физический покой наиболее эффективно преодолевался с помощью механической скарификации и погружения в серу. [ 7 ] Дополнительные исследования, касающиеся развития сельскохозяйственных культур, могут представить этот вид как потенциальный источник пищи.
Другой многолетний вид, Cicer anatolicum , по устойчивости нута к аскохитозу превосходит культурный нут. Доступ к этому сопротивлению закрыт из-за барьеров гибридизации. Детальное исследование эндогенных гормонов показало, что образование межвидовых гибридов может происходить, если гормональные профили культурного нута и многолетнего растения синхронизированы. [ 8 ] Дальнейшие эксперименты с гормональными профилями могут открыть барьеры гибридизации между современным нутом и Cicer anatolicum . Еще одна баррикада, которую можно преодолеть, — это невозможность выращивать определенные многолетние растения Цицера в разных частях мира.
Многие Цицера многолетние и однолетние растения растут в разных условиях. До сих пор ни один из многолетних видов Cicer не был успешно выращен в тропических или субтропических условиях, в которых растут однолетние виды Cicer . Если пыльцу многолетних видов можно сохранить для использования в разных частях мира, где растут однолетние виды, то методы скрещивания можно будет применять более эффективно. Эту трудность в использовании многолетней зародышевой плазмы можно решить путем переправки жизнеспособной пыльцы через океан. [ 9 ] Если бы эта проблема была решена, можно было бы посадить больше многолетних растений Цицера в различных частях мира.
Еще одним ограничением, влияющим на виды Cicer, является коробчатый червь Helicoverpa Armigera , который является одной из самых больших проблем для их выживания. Устойчивость растений-хозяев является эффективным методом борьбы с этими вредителями. Исследование показало, что многолетние растения, такие как C. canariense и C. microphyllum, обладают более высокой устойчивостью к H. Armigera по сравнению с C. judaicum , однолетним растением. [ 10 ] Дальнейшие эксперименты по скрещиванию могут дать ключ к разгадке генетического происхождения белков, ответственных за эту устойчивость. Устойчивость к засухе — еще одно препятствие, которое необходимо преодолеть многим многолетним растениям Цицера .
Около 90% нута ( Cicer arietinum ) в мире выращивается в условиях очень небольшого количества осадков и там, где засуха является существенным препятствием для роста. В исследовании оценивалась устойчивость многих многолетних растений к засухе по сравнению с однолетними. В ходе испытаний многолетние дикие виды Cicer восстановились после увядания и высыхания, а также перенесли высокие температуры. Из всех протестированных многолетних растений следует провести скрещивание с Cicer anatolicum из-за его близкого генетического сходства с однолетними видами. [ 11 ]
Эта устойчивость и улучшения в геноме многолетних растений Cicer могут стать потенциальным резервуаром знаний для исследования генов, которые вносят вклад в особенности многолетних растений. Устойчивость к засухе и вредителям, а также научные достижения в развитии сельскохозяйственных культур играют огромную роль в эволюции многих многолетних растений Цицеры . Дальнейшие исследования генетического обмена и скрещивания между многолетними растениями Cicer потенциально могут улучшить характеристики современных пищевых культур и предоставить обширные знания для инноваций.
Эволюция
[ редактировать ]Род Cicer состоит из множества видов с различными характеристиками, которые делают его интересным кандидатом на роль пищевой культуры. В настоящее время только один вид Cicer , современный нут, одомашнен как сорт, но исследователи рассматривают множество других вариантов дальнейшего одомашнивания и распространения на многолетние культуры. Одним из наиболее многообещающих вариантов, который может привести к распространению многолетних культур, является гибридизация однолетних и многолетних видов. Однако гибридизация возможна и/или успешна только между определенными видами, которые еще не определены.
Первым шагом в этом расширении является изучение взаимоотношений между многолетними и однолетними видами Cicer как морфологически, так и генетически, чтобы идентифицировать возможные виды-кандидаты. К сожалению, исследования показывают резкие морфологические различия между многолетними и однолетними видами Cicer , что указывает на трудности, которые могут возникнуть в результате попытки скрестить эти виды в гибридизированный вид. В частности, исследование, изучающее морфологию семенной кожуры в нескольких конкретных генных локусах, сравнивало однолетние и многолетние виды, что показало очень четкие различия между двумя ветвями Cicer . [ 12 ] В ходе исследования удалось создать филогенетические деревья, отслеживающие генетическое расхождение видов Cicer , и данные указывают на «быструю видовую дифференциацию Monocicer , включая адаптацию к нарушенной окружающей среде», показывая большую дистанцию между однолетними видами ( Monocicer ) и многолетними видами Cicer . [ 12 ]
Дальнейшие исследования этих взаимоотношений были проведены с целью анализа родства многолетних и однолетних видов, как культурных, так и диких, по 12 локусам, чтобы увидеть, насколько тесно они связаны. [ 13 ] Исследователям удалось выделить один многолетний вид, C. incisum , который был более тесно связан с однолетними растениями, чем другие многолетние виды. [ 13 ] Исследования также показали аналогичные результаты при генетическом и филогенетическом анализе. Хотя большинство однолетних и многолетних видов имеют тенденцию образовывать монофилетические клады, C. incisum является исключением из этого правила. Другой вид, который встречается за пределами типичных монофилий, - это C. cuneatum , однолетний вид, более тесно связанный с многолетним видом C. canariense, чем любой другой однолетний вид. [ 14 ] Эти отклонения в общей тенденции филогении указывают на то, что могут существовать близкие родственники, которые могут выступать в качестве кандидатов для дальнейшего культивирования. Между общими предками современных многолетних и однолетних видов существует значительная эволюционная дистанция, но это исследование дает надежду на возможность выращивания многолетних видов в качестве пищевой культуры.
Гибридизация
[ редактировать ]Гибридизация, или размножение двух видов для создания отличительного потомства, особенно важна при выведении новых продовольственных культур из существующих видов. Благодаря филогенетическим и генетическим данным, изученным и полученным в прошлом, гибрид многолетних и однолетних видов Cicer является многообещающим. Было предпринято много шагов для улучшения методов и результатов гибридизации многолетних и однолетних видов, но оказалось сложно создать жизнеспособное потомство от этих скрещиваний. [ 15 ] Неудивительно, что гибридизировать однолетние и многолетние растения оказалось относительно легко. [ 15 ] Другие исследования показали некоторый успех в скрещивании определенных однолетних и многолетних видов этого рода. Одно особенно успешное скрещивание «однолетнего C. cuneatum и многолетнего C. canariense » показало «частично фертильное с промежуточной морфологией» поколение F-1. [ 6 ]
Однако этот успех определяется тем, какой вид обеспечивает каждую гамету, и поэтому представляет некоторые возможные трудности при дальнейшем выращивании урожая. [ 6 ] Этот крест особенно интересен, потому что это один из немногих частичных успехов многолетних и однолетних скрещиваний, которые оказались особенно трудными. Более того, скрещенные виды C. cuneatum и C. canariense ранее были определены как родственные виды в ходе эволюционного анализа в предыдущих исследованиях. [ 14 ]
Такие исследования находятся на переднем крае разработки многолетней продовольственной культуры для Цицера , родственной его современному сорту — нуту. Многолетние культуры имеют преимущество для производства продуктов питания, поскольку они являются более устойчивым вариантом питания, чем однолетние культуры. Как видно, генетические и эволюционные взаимоотношения видов играют решающую роль в создании гибридов между видами и могут использоваться для определения дальнейших взаимоотношений.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Цицер Л. Растения мира в Интернете . Проверено 15 августа 2023 г.
- ^ ван Осс, Р.; Аббо, С.; Эшед, Р. (2015). «Генетическая связь у Cicer Sp представляет доказательства потока генов между Cultigen и его диким прародителем» . ПЛОС ОДИН . 10 (10): e0139789. Бибкод : 2015PLoSO..1039789V . дои : 10.1371/journal.pone.0139789 . ПМК 4597980 . ПМИД 26447951 .
- ^ Аббо, С.; Ван-Осс, Р.П.; Суслик, А. (2014). «Одомашнивание растений против эволюции сельскохозяйственных культур: концептуальная основа зерновых и зернобобовых». Тенденции в науке о растениях . 19 (6): 351–360. Бибкод : 2014TPS....19..351A . doi : 10.1016/j.tplants.2013.12.002 . ПМИД 24398119 .
- ^ Пелег, З.; Шабтай, А.; Аббо, С. (2015). «Аллельное разнообразие между тремя дикими однолетними видами Cicer и внутри них ». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 62 (2): 177–188. дои : 10.1007/s10722-014-0141-2 . S2CID 11311762 .
- ^ Руркивал, М., фон Веттберг, Э.Дж., и Упадхьяя, HD (2014). Изучение разнообразия зародышевой плазмы для понимания процесса одомашнивания Cicer spp. Использование маркеров SNP и DArT. ПЛОС ОДИН, 9.
- ^ Перейти обратно: а б с Аббо, С; Месгенна, Ю.Т.; ван Осс, Х (2011). «Межвидовая гибридизация диких Cicer sp». Селекция растений . 130 (2): 150–155. дои : 10.1111/j.1439-0523.2010.01838.x .
- ^ Гума, ИК; Медерос, Массачусетс; Герра, А.С.; Рейес-Бетанкорт, JA (2010). «Оценка методов удаления твердосемянности у Cicer canariense , многолетнего дикого родственника нута». Семеноводство и технология . 38 (1): 209–213. дои : 10.15258/сст.2010.38.1.20 .
- ^ Люльсдорф, ММ; Юань, HY; Слейтер, С.М.; Ванденберг, А.; Хан, X.; Захария, Л.И.; Абрамс, СР (2013). «Эндогенные гормональные профили во время раннего развития семян C. arietinum и C. anatolicum ». Регулирование роста растений . 71 (2): 191–198. дои : 10.1007/s10725-013-9819-2 . S2CID 6692440 .
- ^ Малликарджуна, Н., Койн, К., Чо, С., Райнерсон, С., Раджеш, П.Н., Джадхав, Д.Р., и Мюлбауэр, Ф.Дж. (2011). Цицер. В книге «Родственники диких культур: геномные и селекционные ресурсы» (стр. 63–82). Шпрингер Берлин Гейдельберг.
- ^ Шарма, ХК; Бхагват, член парламента; Пампапати, Г.; Шарма, JP; Ридсдилл-Смит, Ти Джей (2006). «Многолетние дикие родственники нута как потенциальные источники устойчивости к Helicoverpa Armigera » (PDF) . Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 53 (1): 131–138. дои : 10.1007/s10722-004-1951-4 . S2CID 22863068 .
- ^ Токер, К.; Канчи, Х.; Йылдирим, Т. (2007). «Оценка многолетних диких видов Cicer на устойчивость к засухе». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 54 (8): 1781–1786. дои : 10.1007/s10722-006-9197-y . S2CID 21330897 .
- ^ Перейти обратно: а б Джавади, Ф; Ямагучи, Х (2004). «RAPD и изменчивость морфологии семенной кожуры у однолетних и многолетних видов рода Cicer L.». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 51 (7): 783–794. doi : 10.1023/b:gres.0000034584.43689.f1 . S2CID 35822748 .
- ^ Перейти обратно: а б Судупак, Массачусетс; Кенс, А. (2004). «Генетические связи между многолетними и однолетними видами Cicer, произрастающими в Турции, выявленные с помощью аллозимов». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 51 (3): 241–249. doi : 10.1023/b:gres.0000024009.50555.e8 . S2CID 21478760 .
- ^ Перейти обратно: а б Капуто, П; Фредиани, М. (2005). «Филогенетические взаимоотношения между однолетними и многолетними видами рода Cicer , выведенные на основе ITS-последовательностей ядерной рибосомальной ДНК». Биология Плантарум . 49 (1): 47–52. дои : 10.1007/s10535-005-7052-1 . hdl : 2067/1309 . S2CID 26464651 .
- ^ Перейти обратно: а б Крозер, Дж. С.; Ахмад, Ф; Кларк, HJ; Сиддик, KHM (2003). «Использование дикого цицера для улучшения нута - прогресс, ограничения и перспективы». Австралийский журнал сельскохозяйственных исследований . 54 (5): 429–444. дои : 10.1071/AR02157 .
- ^ Бишт, И.С.; Кумар, К; Сингх, М. (2015). «Использование диких однолетних видов Cicer для расширения генофонда сортов нута». Селекция растений . 134 (2): 186. дои : 10.1111/стр.12254 .