Зея (растение)
| Зеа | |
|---|---|
 | |
| Зеа Мэйс | |
Научная классификация  | |
| Королевство: | Растения |
| Клэйд : | Трахеофиты |
| Клэйд : | покрытосеменные растения |
| Клэйд : | Однодольные |
| Клэйд : | Коммелиниды |
| Заказ: | Поалес |
| Семья: | Мятликовые |
| Подсемейство: | Паникоиды |
| Суперплемя: | Andropogonodae |
| Племя: | Андропогоны |
| Подтриба: | Трипсацины |
| Род: | Зеа Л. |
| Типовой вид | |
| Зеа Мэйс | |
| Синонимы [1] | |
| |
Зея — род цветковых растений семейства злаковых . Самый известный вид — Z. mays (называемый по-разному кукурузой , кукурузой или индийской кукурузой), одна из наиболее важных культур для человеческого общества на большей части мира. Четыре диких вида широко известны как teosintes и являются родными для Мезоамерики .
Этимология
[ редактировать ]Зеа происходит от греческого названия ( ζειά ) другого зернового злака (возможно, пишется ). [2]
Признанные виды
[ редактировать ]
Пять принятых названий видов этого рода : [3] [4]
| Ухо | Растение | Научное название | Общее имя | Распределение |
|---|---|---|---|---|
 |  | Zea diploperennis H.H.Iltis et al. | двулетний теосинте | Халиско |
 | Zea luxurians (Durieu & Asch.) RMBird | Маис де Монте, теосинте из Флориды и теосинте из Гватемалы | Чьяпас , Гватемала , Гондурас | |
 |  | Зеа Мэйс Л. | Кукуруза, Маис | южная Мексика , Гватемала; культивируется во многих местах |
| Zea nicaraguensis HHIltis и BFBenz | Никарагуанский теосинте | Никарагуа | ||
 | Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsd. | многолетний теосинте | Халиско |
Кукуруза ( Zea mays ) делится еще на четыре подвида: Z. m. huehuetenangensis , Z. m. Мексикана , З. м. parviglumis (Balsas teosinte, предок кукурузы) и Z. m. Мэйс . [4] Первые три подвида — теосинтес; последний — кукуруза , или кукуруза, [4] единственный одомашненный таксон рода Zea . [ нужна ссылка ]
Род разделен на две секции : Luxuriantes , с Z. diploperennis , Z. luxurians , Z. nicaraguensis , Z. perennis ; и Зея с З. Мэйсом . Для первого отдела характерны темные выступы, состоящие из гетерохроматина , которые являются терминальными на большинстве плеч хромосом , в то время как большинство подвидов секции Zea могут иметь от одного до трех выступов между каждым концом хромосомы и центромерой и очень мало терминальных выступов (за исключением Z. m. huehuetenangensis , имеющий множество крупных концевых бугорков). [ нужна ссылка ]
Описание
[ редактировать ]
Встречаются как однолетние , так и многолетние виды теосинте. Z. diploperennis и Z. perennis — многолетние, а все остальные виды — однолетние. Все виды диплоидны (n=10), за исключением Z. perennis , который является тетраплоидным (n=20). Различные виды и подвиды теозинта можно легко различить на основе морфологических, цитогенетических, белковых различий и различий ДНК, а также географического происхождения. Эти два многолетних растения симпатичны и очень похожи, и некоторые считают их одним видом. Самым загадочным теозинтом многие считают Z. m. huehuetenangensis , который сочетает в себе морфологию, весьма близкую к Z. m. parviglumis со множеством концевых выступов хромосом и положением изофермента между двумя секциями. Теосинте, который считается фенотипически наиболее отличительным, а также находящимся под наибольшей угрозой, - это Zea nicaraguensis . Этот теосинте произрастает в затопленных условиях вдоль 200-метровой прибрежной устьевой реки на северо-западе Никарагуа.
Теосинтес во многом очень напоминают кукурузу, особенно по морфологии метелки (мужского соцветия). Теосинтес наиболее заметно отличается от кукурузы своими многочисленными ветвями, каждая из которых несет пучки характерных маленьких женских соцветий . Эти шипы созревают и образуют двухрядный «колос», состоящий из пяти-десяти треугольных или трапециевидных, черных или коричневых разъединяющихся сегментов, каждый из которых содержит одно семя. Каждое семя окружено очень твердой плодовой оболочкой, состоящей из купулы или углубления в ости и жесткой нижней чешуи. Это защищает их от пищеварительных процессов жвачных животных , которые питаются теозинтом, и способствует распространению семян через помет. Семена Teosinte проявляют некоторую устойчивость к прорастанию, но быстро прорастут , если их обработать разбавленным раствором перекиси водорода.
Происхождение кукурузы и взаимодействие с теосинтесом
[ редактировать ]Кукуруза — это трава, родственная сорго и более отдаленно связанная с рисом и пшеницей . Род Zea тесно связан с Tripsacum , гамаграссом. [5]
| (часть Poaceae ) |
| ||||||||||||
Теосинтес являются важнейшими компонентами одомашнивания кукурузы , но мнения относительно того, какие таксоны были задействованы, расходятся. Согласно наиболее распространенной эволюционной модели, урожай произошел непосредственно от Z. m. parviglumis путем отбора ключевых мутаций; [6] но у некоторых сортов до 20% его генетического материала происходит от З. м. Мексикана посредством интрогрессии . [7]
Все виды теосинте, кроме никарагуанских, могут расти на кукурузных полях или в непосредственной близости от них, что открывает возможности для интрогрессии между теосинте и кукурузой. Гибриды первого и последующих поколений часто встречаются в полях, но скорость генного обмена достаточно низкая. Некоторые популяции Z. m. mexicana демонстрирует вавиловскую мимикрию на возделываемых полях кукурузы, развив кукурузоподобную форму в результате избирательного давления фермеров на прополку. В некоторых районах Мексики фермеры, выращивающие кукурузу, рассматривают теосинтес как вредный сорняк , в то время как в некоторых районах фермеры считают его полезным растением-компаньоном и поощряют его интродукцию в кукурузу.
Раннее распространение кукурузы в Америке
[ редактировать ]По мнению Мацуока и др., доступный генофонд ранней кукурузы можно разделить на три кластера:
- Андская группа, включающая початки ручной гранаты и некоторые другие андские кукурузы (35 растений);
- Вся остальная южноамериканская и мексиканская кукуруза (80 растений);
- Американская кукуруза (40 растений)
Также встречаются некоторые другие промежуточные геномы или примеси этих кластеров.
По мнению этих авторов, «кукуруза Анд с ее характерными початками в форме ручных гранат произошла от кукурузы низин Южной Америки, которая, в свою очередь, произошла от кукурузы низин Гватемалы и южной Мексики». [6]
Экология
[ редактировать ]Виды Zea используются в качестве пищевых растений личинками ( гусеницами ) некоторых видов чешуекрылых , включая (в Америке) осеннюю совку ( Spodoptera frugiperda ), кукурузную червь ( Helicoverpa zea ) и стеблевых мотыльков Diatraea и Chilo ; в Старом Свете на него нападают двуполосатый мопс , совка сердце и дубина , сердце и дротик , Hypercompe indecisa , деревенская плечевая совка , щетинистая еврейская совка и репная моль , а также европейский кукурузный мотыль ( Ostrinia nubilalis). ), среди многих других.
Практически все популяции teosintes либо находятся под угрозой исчезновения, либо находятся под угрозой исчезновения: Z. diploperennis существует на площади всего в несколько квадратных миль; Z. nicaraguensis выживает в виде около 6000 растений на площади 200 × 150 м². В последние годы правительства Мексики и Никарагуа приняли меры по защите диких популяций теосинте, используя методы сохранения как in situ , так и ex situ . В настоящее время существует большой научный интерес к приданию теозинту полезных свойств, таких как фиксация азота, [8] устойчивость к насекомым, многолетие и устойчивость к наводнениям для культивируемых линий кукурузы, хотя это очень сложно из-за связанных с ними вредных свойств теозинте.
Геномика
[ редактировать ]Поток генов от генетически модифицированной кукурузы к сорнякам теосинте приводит только к образованию ГМ-теозинта с тем же признаком, но это не всегда может быть результатом. [9] Теосинте с другой вставкой трансгена может привести к получению функционально различных результатов. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Контрольный список избранных семейств растений Kew World
- ^ Гледхилл, Дэвид (2008). «Названия растений». Издательство Кембриджского университета (CUP). ISBN 9780521866453 (в твердом переплете), ISBN 9780521685535 (мягкая обложка). стр. 411
- ^ «ИТИС – Отчет: Зеа» .
- ^ Перейти обратно: а б с Ву, Чи-Чи; Диггл, Памела К.; Фридман, Уильям Э. (сентябрь 2011 г.). «Развитие женского гаметофита и двойное оплодотворение у Balsas teosinte, Zea mays subsp. parviglumis (Poaceae)». Половое размножение растений . 24 (3): 219–229. дои : 10.1007/s00497-011-0164-1 . ПМИД 21380710 . S2CID 8045294 .
- ^ Гаут, Брэндон С.; Ле Тьерри д'Эннекен, Мод; Пик, Эндрю С.; Сокинс, Марк К. (20 июня 2000 г.). «Кукуруза как модель эволюции ядерных геномов растений» . Труды Национальной академии наук . 97 (13): 7008–7015. Бибкод : 2000PNAS...97.7008G . дои : 10.1073/pnas.97.13.7008 . ISSN 0027-8424 . ПМК 34377 . ПМИД 10860964 .
- ^ Перейти обратно: а б Мацуока, Ю.; Вигуру, Ю.; Гудман, ММ; Санчес Г., Дж.; Баклер, Э.; Добли, Дж. (30 апреля 2002 г.). «Единственное одомашнивание кукурузы, продемонстрированное с помощью многолокусного микросателлитного генотипирования» . Труды Национальной академии наук . 99 (9): 6080–6084. Бибкод : 2002PNAS...99.6080M . дои : 10.1073/pnas.052125199 . ПМК 122905 . ПМИД 11983901 .
- ^ Хаффорд, Мэтью Б.; Любинские, Песах; Пюхяярви, Таня; Девенгензо, Майкл Т.; Элстранд, Норман К.; Росс-Ибарра, Джеффри (9 мая 2013 г.). «Геномная подпись дикорастущей интрогрессии кукурузы» . ПЛОС Генетика . 9 (5): e1003477. дои : 10.1371/journal.pgen.1003477 . ПМЦ 3649989 . ПМИД 23671421 .
- ^ Ван Дейнзе, Аллен; Самора, Пабло; Дело, Пьер-Марк; Хайтманн, Кристобаль; Джаяраман, Дхилипкумар; Раджасекар, Шанмугам; Грэм, Даниэль; Маэда, Джунко; Гибсон, Дональд; Шварц, Кевин Д.; Берри, Элисон М.; Бхатнагар, Шриджак; Жоспен, Гийом; Дорогой, Аарон; Жаннот, Ричард; Лопес, Хавьер; Веймер, Барт К.; Эйзен, Джонатан А.; Шапиро, Говард-Яна; Ане, Жан-Мишель; Беннетт, Алан Б. (7 августа 2018 г.). «Азотфиксация в местных сортах кукурузы поддерживается диазотрофной микробиотой, связанной со слизью» . ПЛОС Биология . 16 (8): e2006352. дои : 10.1371/journal.pbio.2006352 . ПМК 6080747 . ПМИД 30086128 .
- ^ Перейти обратно: а б
- Бауэр-Панскус, Андреас; Миядзаки, Джулиана; Кавалл, Катарина; Затем Кристоф (2020). «Оценка риска генно-инженерных растений, которые могут сохраняться и размножаться в окружающей среде» . Науки об окружающей среде Европы . 32 (1). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа» . дои : 10.1186/s12302-020-00301-0 . ISSN 2190-4707 . S2CID 211540730 .
- Этот обзор цитирует это исследование.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Зеа (род) .
- Кэрролл, Шон Б. (24 мая 2010 г.). «Отслеживание происхождения кукурузы на протяжении 9000 лет» . Нью-Йорк Таймс .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
