Nicotiana attuata - это разновидность дикого табака, известная под общим названием табак койота . Он произрастает в западной части Северной Америки от Британской Колумбии до Техаса и северной Мексики, где растет во многих местах 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, опираются на черешки . Соцветие несет несколько цветов с розоватыми или зеленоватыми белыми трубчатыми горлами2 до 3 см ( 4 / 5 до 1+1 / 5 )длину, их основания заключены в заостренных чашелистиков . Лицо цветка имеет пять преимущественно белых лопастей. Плод представляет собой капсулу около 1 см ( 1 / 2 дюйма)длину.
Койот табак | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Plantae |
Клэйд : | Трахеофиты |
Клэйд : | Покрытосеменные |
Клэйд : | Eudicots |
Клэйд : | Астериды |
Заказ: | Solanales |
Семья: | Пасленовые |
Род: | Никотиана |
Разновидность: | Н. аттенуата |
Биномиальное имя | |
Никотиана аттенуата |
Естественная история
Вступление
Nicotiana attuata используется в качестве экологического модельного вида с 1994 года [1], во многом благодаря его разнообразным взаимодействиям с множеством различных растений, насекомых и микроорганизмов в естественной среде обитания. Работа в Институте химической экологии Макса Планка в Йене , Германия , сыграла важную роль в интеграции набора геномных, экологических и аналитических инструментов наряду с полевыми исследованиями в пустыне Большого бассейна с целью изучения взаимодействия N. attuata в его естественной среде обитания. среда.
Геном
Геном Nicotiana attuata имеет длину ~ 2,26 ГБ, [2] что значительно больше, чем у модельного вида растения Arabidopsis thaliana . Преимущественное сохранение гена после события дупликации по всему геному в роде Nicotiana частично объясняет этот большой размер, который примерно вдвое больше, чем у N. obtusifolia (~ 1,23 Гб), близкородственного вида. [3]
Хищники
Два вида рогатых червей, табачный рогатый червь и томатный рогатый червь , используют N. attuata в качестве растения-хозяина. 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 использует прямую и косвенную защиту от травоядных. Их главные хищники - личинки боярышника, известные как рогатый червь табака ( Manduca sexta ) и томатный рогатый червь ( Manduca quinquemaculata ). [5] Когда эти черви поедают трихомы на листьях табака, растение вырабатывает ингибиторы трипсиновой протеиназы в качестве прямой защиты, ослабляя способность рогового червя переваривать растительный материал. [6] В качестве косвенной защиты, когда листы съеденных личинок, растение выделяет зеленые листовые летучие вещества (GLVs), привлекающее Geocoris ошибки, которые являются хищниками червя. Эти GLVs являются одним из многих herbivory индуцированных летучих растительных веществ (HIPVs) , что Н. attenuata излучает через кислоту сигнализации жасмоновой. Когда GLVs вступают в контакт со слюной из hornworm есть конформационные изменения в GLVs, привлекающий Geocoris ошибок и увеличивает хищничества на hornworm яиц и личинок. [7] Также было обнаружено, что дикий табак реагирует на летучие органические соединения (ЛОС), выделяемые другими ближайшими видами, и подвергается праймированию защитных сил. [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. Цветки N. attuata обычно раскрываются в сумерках и обнажаются ночью, когда происходит опыление ястребиных яиц в сочетании с яйцекладкой и, таким образом, в будущем травоядными личинками боярышника. 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, где преобладает опыление колибри в дневное время и уменьшается травоядность личинок ястреба. [9] Этот переход от ночного открытия к утреннему открытию цветов был обнаружен с использованием местной популяции 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 эта прямая и косвенная защита демонстрирует впечатляющую пластичность в поведении N. attuata в ответ на нападение травоядных.
Использует
Это растение использовалось в самых разных лечебных целях многими группами коренных американцев , и его церемониально курили хопи , апачи , навахо , пайуте и другие группы. [11]
У зуни тело обдувается дымом, чтобы уменьшить пульсацию от укуса гремучей змеи. [12] Его также ритуально курят. [13]
Рекомендации
- ^ Болдуин, ИТ; 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. DOI : 10.1007 / BF02033207 . ISSN 0098-0331 . PMID 24242811 . S2CID 31202325 .
- ^ «Nicotiana attuata Data Hub - ресурс для генома табака койотов» . nadh.ice.mpg.de . Проверено 12 января 2017 .
- ^ 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. DOI : 10.7554 / eLife.19531 . ISSN 2050-084X . PMC 5115867 . PMID 27813478 .
- ^ Кестер, Карен М .; Петерсон, Стивен С.; Хэнсон, Франк; Джексон, Д. Майкл; Северсон, РФ (2002-03-01). «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. DOI : 10.1007 / s00049-002-8320-6 . ISSN 0937-7409 . S2CID 29401231 .
- ↑ Андре Кесслер, Ян Т. Болдуин, Защитная функция выбросов летучих веществ, вызванных травоядными животными, в природе, Science 16 марта 2001: Vol. 291, выпуск 5511, стр. 2141-2144 DOI: 10.1126 / science.291.5511.2141
- ^ Хорхе А. Завала, Aparna Г. Патанкар, Клаус Gase, Dequan Хи, Ян Т. Болдуин физиологии растений март 2004, 134 (3) 1181-1190; DOI: 10.1104 / стр.103.035634
- ^ Шуман и др. eLife 2012; 1: e00007. DOI: 10.7554 / eLife.00007
- ^ 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
- ^ 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
- ^ 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
- ^ Этноботаника
- ^ Стивенсон, Матильда Кокс 1915 Этноботаника индейцев зуни. Годовой отчет SI-BAE № 30 (стр. 54)
- ^ Стивенсон, с.95
Внешние ссылки
- Ручное лечение Jepson
- База данных Calflora: Nicotiana attuata (табак койота)
- Фотогалерея