Никотиана аттенуата - Nicotiana attenuata

Койот табак
Никотиана Аттенуата 4.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Plantae
Clade:Трахеофиты
Clade:Покрытосеменные
Clade:Eudicots
Clade:Астериды
Заказ:Solanales
Семья:Пасленовые
Род:Никотиана
Разновидность:
N. attuata
Биномиальное имя
Никотиана аттенуата

Никотиана аттенуата это разновидность дикий табак известен под общим названием койот табак. Родом из западной части Северной Америки. британская Колумбия к Техас и северная Мексика, где он растет во многих типах среды обитания. Это железистое и редко опушенное однолетнее растение, максимальная высота которого превышает метр. Листовые пластинки могут иметь длину 10 сантиметров (4 дюйма), нижние - овальные, а верхние - более узкие, и опираться на них. черешки. В соцветие несет несколько цветков с розоватыми или зеленовато-белыми трубчатыми зевами от 2 до 3 сантиметров (4⁄5 к 1 1⁄5 в) длинные, их основания заключены в заостренные чашелистики. Лицо цветка имеет пять преимущественно белых лопастей. Плод представляет собой капсулу около 1 сантиметра (1⁄2 в) длинный.

Естественная история

Вступление

Никотиана аттенуата используется в качестве экологической модели с 1994 г.,[1] во многом благодаря разнообразному взаимодействию с множеством различных растений, насекомых и микроорганизмов в естественной среде обитания. Работа в Институт химической экологии Макса Планка в Йена, Германия, сыграл важную роль в интеграции набора геномных, экологических и аналитических инструментов наряду с полевыми работами в Пустыня Большого Бассейна чтобы изучить взаимодействие N. attuata в его родной среде.

Геном

Никотиана Аттенуата геном имеет длину ~ 2,26 Гб,[2] значительно больше, чем растение модельные виды Arabidopsis thaliana. Предпочтительное сохранение гена после дупликация по всему геному событие в роде Никотиана частично объясняет этот большой размер, который примерно вдвое больше, чем у N. obtusifolia (~ 1.23 Гб), близкородственный вид.[3]

Хищники

Два вида рогатых червей, табачный рогатый червь и томатный рогатый червь, использовать N. attuata как растение-хозяин. Каждый из этих видов отрицательно реагирует на высокие концентрации никотина в листьях растений, причем табачный рогатый червь проявляет более интенсивную реакцию. Концентрации никотина вместе с насекомыми-хищниками помогают определить, где на растении предпочитают кормиться роговые черви.[4]

Защита от травоядных

N. attuata наблюдалось использование прямой и косвенной защиты от травоядных. Их главные хищники - личинки боярышника, известные как табачный рогатый червь (Manduca sexta) и томатный роголистник (Manduca quinquemaculata).[5] Когда эти черви поедают трихомы на листьях табака, растение производит ингибиторы трипсиновой протеиназы в качестве прямой защиты, ослабляя способность рогового червя переваривать растительный материал.[6] В качестве косвенной защиты, когда листья поедаются личинками, растение выделяет летучие зеленые листья (GLV), которые привлекают Геокорис жуки, являющиеся хищниками червя. Эти GLV являются одними из многих летучих веществ, вызываемых травоядными животными (HIPV), которые N. attuata испускается посредством передачи сигналов жасмоновой кислоты. Когда GLV вступает в контакт со слюной рогатого червя, происходит конформационное изменение GLV, которое привлекает Геокорис насекомых и увеличивает хищничество на яйцах и личинках рогового червя.[7] Также было обнаружено, что дикий табак реагирует на летучие органические соединения (ЛОС), выделяемые другими ближайшими видами, и подвергается первичной защите.[8]

Еще одна косвенная защита, которая недавно была изучена, - это изменение времени цветения и фенологии, что привело к смене опылителя с ночного боярышника на дневных колибри. Цветы N. attuata обычно открываются в сумерках и открываются ночью, когда происходит опыление ястребиных яиц в сочетании с яйцекладкой и, следовательно, будущим травоядным путем личинок ястреба. Слюна рогатого червя вызывает каскад трансдукции жасмоновой кислоты, ведущий к изменениям фенологии цветка. Цветы снижают концентрацию бензилацетона (БА), летучих веществ, привлекающих соколистников, и сдвигают раскрытие венчика к рассвету, когда преобладает опыление колибри, активным днем, и уменьшается травоядность личинок ястреба.[9] Этот переход от ночного открытия к утреннему открытию цветов был обнаружен с использованием коренного населения N. attuata в Юте. Сетчатые покрытия были помещены на отобранные растения в различных испытательных группах с присутствующими или отсутствующими рогатыми червями, и в результате серии испытаний соотношение утреннего раскрытия и ночного раскрытия цветков спустя всего 8 дней было значительно увеличено у растений с присутствующими рогатыми червями.[10]

В совокупности эти прямые и косвенные защиты демонстрируют впечатляющую пластичность в поведении N. attuata в ответ на нападение травоядных.

Использует

Это растение использовалось для самых разных лечебные цели многие Индейские группы, и был копченый церемониально Хопи, Apache, Навахо, Paiute, и другие группы.[11]

Среди Зуни люди, дым распространяется по телу, чтобы уменьшить пульсацию от укуса гремучей змеи.[12] Его также ритуально коптят среди них.[13]

  • Никотиана аттенуата растение, выращенное на полевом участке в Юте

  • Мандука питается Никотиана аттенуата

  • Табак Койот формирует фруктовые капсулы

  • Старые трубы найдены в Плотина Рокки Рич Музей, Вашингтон

  • Трубка с деревянным футляром найдена на плотине Роки-Рич, Вашингтон

Рекомендации

  1. ^ Болдуин, И. Т .; Сташак-Козинский, Л .; Дэвидсон, Р. (1994-09-01). «В дыму: I. Дымовые признаки прорастания однолетника после пожара, Nicotiana attuata torr. Ex. Watson». Журнал химической экологии. 20 (9): 2345–2371. Дои:10.1007 / BF02033207. ISSN  0098-0331. PMID  24242811. S2CID  31202325.
  2. ^ "Nicotiana attuata Data Hub - Ресурс по геному табака койот". nadh.ice.mpg.de. Получено 2017-01-12.
  3. ^ Чжоу, Вену; Брокмеллер, Томас; Лин, Чжихао; Омдал, Эштон; Болдуин, Ян Т .; Сюй, Шуцин (04.11.2016). «Эволюция ранней защиты, вызванной травоядными животными, была сформирована дупликациями по всему геному у Nicotiana». eLife. 5: e19531. Дои:10.7554 / eLife.19531. ISSN  2050-084X. ЧВК  5115867. PMID  27813478.
  4. ^ Кестер, Карен М .; Петерсон, Стивен С.; Хэнсон, Франк; Джексон, Д. Майкл; Северсон, Р.Ф. (01.03.2002). «Роль никотина и естественных врагов в определении распределения мест кормления личинок Manduca sexta L. и Manduca quinquemaculata (Haworth) на табаке». Химиоэкология. 12 (1): 1–10. Дои:10.1007 / s00049-002-8320-6. ISSN  0937-7409. S2CID  29401231.
  5. ^ Андре Кесслер, Ян Т. Болдуин, Защитная функция выбросов летучих веществ растений, вызванных травоядными животными, в природе, Science 16 марта 2001 г .: Vol. 291, выпуск 5511, стр. 2141-2144 DOI: 10.1126 / science.291.5511.2141
  6. ^ Хорхе А. Завала, Апарна Г. Патанкар, Клаус Гасе, Декван Хуэй, Ян Т. Болдуин Физиология растений, март 2004 г., 134 (3) 1181-1190; DOI: 10.1104 / стр.103.035634
  7. ^ Schuman et al. eLife 2012; 1: e00007. DOI: 10.7554 / eLife.00007
  8. ^ Дэнни Кесслер. et al., Current Biology 20, 237–242, 9 февраля 2010 г. ª2010 Elsevier Ltd. Все права защищены DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  9. ^ Дэнни Кесслер. et al., Current Biology 20, 237–242, 9 февраля 2010 г. ª2010 Elsevier Ltd. Все права защищены DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  10. ^ Дэнни Кесслер. et al., Current Biology 20, 237–242, 9 февраля 2010 г. ª2010 Elsevier Ltd. Все права защищены DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  11. ^ Этноботаника
  12. ^ Стивенсон, Матильда Кокс 1915 Этноботаника индейцев зуни. Годовой отчет SI-BAE № 30 (стр. 54)
  13. ^ Стивенсон, стр.95

внешняя ссылка