Utricularia gibba - Utricularia gibba

Utricularia gibba
Utricularia gibba flower 01.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Plantae
Clade:Трахеофиты
Clade:Покрытосеменные
Clade:Eudicots
Clade:Астериды
Заказ:Lamiales
Семья:Лентибулярные
Род:Утрикулярия
Подрод:Утрикулярия подг. Утрикулярия
Раздел:Утрикулярия секта Утрикулярия
Разновидность:
У. Гибба
Биномиальное имя
Utricularia gibba
Синонимы

Utricularia exoleta R. Br.[2]

Utricularia gibba, широко известный как горбатый или же плавающий пузырчатый, представляет собой небольшой матообразующий вид плотоядный водный пузырчатка.[3][2] Встречается на всех континентах, кроме Антарктиды.

У. Гибба имеет исключительно маленький геном для растения, несмотря на типичное количество гены. Секвенирование его ДНК выявило только 3% некодирование материал.[4]

Описание

Utricularia gibba является водный плотоядное растение что принадлежит к роду Утрикулярия, или пузырчатые. В специфический эпитет гибба в переводе с латыни означает "горб" или "припухлость" - отсылка к надутому основанию нижней губы венчик.[5] Это водное растение малого и среднего размера, которое можно прикрепить к субстрату на мелководье или свободно плавать в толще воды, однако оно, скорее всего, будет цвести больше, если будет опираться на субстрат на мелководье. Образует коврики перекрещивающиеся, ветвящиеся, нитевидные. столоны, каждая вырастает примерно до 20 см (8 дюймов) в длину или больше и толщиной 0,2–1 мм. То, что иногда описывается как листья или листоподобные органы - фактическое различие затруднено из-за уменьшенной морфологии - многочисленны и разбросаны по длине столонов и имеют длину 0,5–1,5 см (0,2–0,6 дюйма) с очень короткой дихотомией. узор ветвления к кончику может быть от одной до восьми, но обычно не более четырех. Ловушки мочевого пузыря заменяют некоторые из этих дистальный ветви на листовидных структурах. Ловушки яйцевидной формы, прикрепляются к листовидной структуре коротким стеблем; каждая ловушка имеет длину 1-2,5 мм и имеет два основных щетинковидный разветвленные отростки сверху и несколько более мелких отростков окружали вход в ловушку. Придатки - это спусковой механизм, который запускает ловушку и всасывает добычу, коснувшуюся ее, в мочевой пузырь для переваривания.[6]

Соцветия прямостоячие и обычно выходят из воды на высоту около 20 см (8 дюймов), хотя в некоторых случаях они могут погружаться в воду и производить клейстогамный цветы. Соцветия могут давать от одного до двенадцати цветков, но редко можно увидеть что-либо, кроме двух-шести цветков на соцветие. Отдельные цветки желтые, часто с красновато-коричневыми нервками и разделены на две губы: верхняя губа почти круглая и слабо разделена на три доли, а нижняя губа немного меньше, также округлая и имеет округлую двулопастную припухлость в центр. В шпора узко-коническая или цилиндрическая, изгибается ниже цветка, варьируется по длине от чуть короче до заметно длиннее нижней губы. Utricularia gibba будет цвести круглый год при благоприятных условиях.[6] Цветки, особенно венчик, различаются по размеру в пределах большого распространения этого вида от 0,8 до 1,5 см (от 0,3 до 0,6 дюйма).[7]

В диплоидный номер хромосомы за У. Гибба равно 2n = 28.[6]

Utricularia gibba указан как сорняк на Новой Зеландии Национальное соглашение о вредных растениях.

Распространение и среда обитания

Utricularia gibba имеет обширный географический диапазон и в природе встречается в Соединенных Штатах (все штаты, кроме Аляска и штаты Скалистых гор), Канада, Центральная и Южная Америка, Испания, Израиль, большая часть Африки, большая часть Азии, включая Китай и Японию, Новая Гвинея, Австралия и Тасмания и Северный остров Новой Зеландии.[5] Он растет в прудах и озерах или на мелководье в канавах, прудах, болотах, болотах и ​​болотах, которые могут быть тихими или медленными. Иногда его можно найти растущим на большой глубине, но он не зацветет, если только соцветия поддерживаются у поверхности живой или мертвой растительностью.[6] Вода, в которой он растет, обычно бедна фосфор и азот. Он удовлетворяет свои потребности в питательных веществах, улавливая и переваривая мелкую водную добычу - обычно мелких беспозвоночных - в структурах мочевого пузыря.[8] Utricularia gibba обычно встречается на более низких высотах, но может достигать 2500 м (8 200 футов).[6]

Генетическая эффективность

В 2013 г. геном из У. Гибба был упорядочен. Всего 82 мегабазы, геном исключительно мал для многоклеточного растения.[8] Несмотря на свой размер, геном вмещает 28 500 генов - больше, чем у растений с гораздо более крупными геномами.[8] Основное отличие геномов других растений от геномов У. Гибба это резкое сокращение некодирующая ДНК.[4] Только 3% ДНК растения не является частью гена или материала, который контролирует эти гены, в отличие от ДНК человека, которая на 98,5% не кодирует.[9] Ретротранспозоны, которые доминируют в ДНК большинства цветковых растений, составляют всего 2,5% У. Гибба's ДНК.[8] Это открытие ставит под сомнение идею о том, что повторяющаяся некодирующая ДНК, широко известная как мусорная ДНК, необходима для жизни.[10] «По крайней мере, для растения мусорная ДНК - это просто мусор - это не обязательно», - заявляет соавтор исследования Виктор Альберт.[9] Т. Райан Грегори Исследователь эволюции размеров генома сказал: «Это исследование еще больше бросает вызов упрощенным представлениям о биологии генома, которые предполагают функции для большинства или всех последовательностей ДНК, не обращая внимания на огромную вариативность размеров генома среди растений и животных».[8]

Utricularia gibba и помидор отделились от общего предка примерно 87 миллионов лет назад. С того времени оба завода пережили эпизоды дупликация всего генома (WGD), в которой содержание ДНК растений увеличилось в размере вдвое.[10] Utricularia gibba испытали по крайней мере три цикла увеличения размера генома.[8] С тех пор он потерял большую часть ненужной ДНК, в отличие от томата, и теперь его геном составляет лишь десятую часть генома томата.[10]

В сравнении с Арабидопсис, интроны Utricularia gibba несколько меньше по количеству на ген и сохранены СНГ-действующие элементы его промоторов сжаты.[4] Наиболее важные гены вернулись к статусу единственной копии.[4] Тем не менее митохондриальный и пластида геномы У. Гибба не кажутся сжатыми по сравнению с таковыми у других покрытосеменных.[4] Считается, что сжатие его ядерной ДНК произошло как за счет многочисленных микроделеций, так и за счет некоторых крупномасштабных рекомбинантных делеций.[4] Предполагается, что «небрежный» процесс рекомбинации привела к удалению неиспользованного материала с течением времени.[8] Наличие многочисленных GC-богатых последовательностей в ядерном геноме У. Гибба считается, что это создало молекулярно-механистический уклон в пользу делеций, но это не исключает наличия давления отбора для сохранения таких делеций.[4]

Было высказано предположение, что давление отбора в пользу сохранения энергии или сохранения фосфора действует на уменьшение размера ядерного генома У. Гибба.[8] Образование ловушки индуцируется в У. Гибба низким содержанием фосфора, но не низким содержанием азота,[4] что указывает на то, что доступность фосфора в окружающей среде более ограничена. Ранее также предполагалось, что повышенная частота мутаций из-за большего воздействия мутагенов в окружающей среде может усилить естественный отбор на потерю ненужной ДНК, но не было обнаружено никаких доказательств этого в относительном мутационном разнообразии У. Гибба и Арабидопсис.[4]

Возможно, что события дупликации генома и среда с низким содержанием фосфора действовали согласованно друг с другом: что три полных дупликации генома, которые произошли в У. Гибба позволил селективное давление бедной фосфором среды для уменьшения общей ДНК без удаления важных генов. [11]

Выращивание

Utricularia gibba имеет репутацию одного из наиболее простых в выращивании водных пузырчатых пузырей, при выращивании его часто называют сорняком. В своей книге 1998 года Дикий сад: выращивание хищных растений, Питер Д'Амато сообщил, что успешного выращивания можно добиться с помощью У. Гибба плавает в маленькой чашке или миске, в затопленном торф, или даже среди заполненных водой лотков других растений. Его также можно легко выращивать в аквариумах.[7][12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Природа (2013). "Utricularia gibba". Красный список видов, находящихся под угрозой исчезновения МСОП. 2013. Получено 30 января 2015.CS1 maint: ref = harv (связь)
  2. ^ а б Р. Роу и Э. А. Браун. "Флора Нового Южного Уэльса Интернет: Utricularia gibba". Королевские ботанические сады и доменный фонд, Сидней, Австралия.
  3. ^ "Utricularia gibba". Служба охраны природных ресурсов База данных РАСТЕНИЙ. USDA. Получено 2008-12-28.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я Ibarra-Laclette, E .; Lyons, E .; Hernández-Guzmán, G .; Pérez-Torres, C.A .; Carretero-Paulet, L .; Chang, T.-H .; Лан, Т .; Welch, A.J .; Хуарес, М. Дж. А .; Simpson, J .; Fernández-Cortés, A .; Arteaga-Vázquez, M .; Góngora-Castillo, E .; Acevedo-Hernández, G .; Schuster, S.C .; Himmelbauer, H .; Minoche, A.E .; Xu, S .; Lynch, M .; Oropeza-Aburto, A .; Сервантес-Перес, С. А .; де Хесус Ортега-Эстрада, M.a; Cervantes-Luevano, J. I .; Майкл, Т. П .; Mockler, T .; Bryant, D.s; Herrera-Estrella, A .; Альберт, В. А .; Эррера-Эстрелла, Л. (12 мая 2013 г.). «Архитектура и эволюция миниатюрного генома растения». Природа. 498 (7452): 94–98. Bibcode:2013Натура 498 ... 94I. Дои:10.1038 / природа12132. ISSN  0028-0836. ЧВК  4972453. PMID  23665961.
  5. ^ а б Брюс Сэлмон (2001) «Плотоядные растения Новой Зеландии» Публикации Экосферы
  6. ^ а б c d е Тейлор, Питер. 1989 г. Род Utricularia - таксономическая монография. Kew Bulletin Additional Series XIV: Лондон. ISBN  978-0-947643-72-0
  7. ^ а б Шнелл, Дональд. 2002 г. Плотоядные растения США и Канады. Timber Press: Портленд, Орегон. С. 369–370. ISBN  0-88192-540-3
  8. ^ а б c d е ж грамм час Эд Янг (12 мая 2013 г.). «Плотоядное растение очистило от мусора свой минималистичный геном». Национальная география. Получено 14 мая, 2013.
  9. ^ а б "Завод, бьющий мировые рекорды: удаляет некодируемую" мусорную "ДНК". Дизайн и тенденции. 12 мая, 2013. Получено 13 мая, 2013.
  10. ^ а б c Габриэльсен, Пол (12 мая 2013 г.). "ScienceShot: плотоядное растение выбрасывает ненужную ДНК". Наука СЕЙЧАС. AAAS. Архивировано из оригинал 20 июня 2013 г.. Получено 13 мая 2013.
  11. ^ Докинз, Ричард; Вонг, Ян (2016). Рассказ предков. ISBN  978-0544859937.
  12. ^ Д'Амато, Питер. 1998 г. Дикий сад: выращивание хищных растений. Ten Speed ​​Press: Беркли, Калифорния. п. 231. ISBN  0-89815-915-6

внешняя ссылка