Agropyron cristatum - Agropyron cristatum - Wikipedia

Agropyron cristatum
Agropyroncristatum.jpg
Nepůvodní A. cristatum se sídlem v Montaně v USA
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Plantae
Clade:Tracheofyty
Clade:Krytosemenné rostliny
Clade:Monocots
Clade:Commelinids
Objednat:Poales
Rodina:Poaceae
Podčeleď:Pooideae
Rod:Agropyron
Druh:
A. cristatum
Binomické jméno
Agropyron cristatum

Agropyron cristatum, chocholatá pšeničná tráva, chocholatá pšeničná tráva, fairway chocholatá pšeničná tráva, je druh v rodině Poaceae. Tato rostlina se často používá jako píce a eroze řízení. Je dobře známý jako rozšířený představený druh na prériích Spojené státy a Kanada.

Dějiny

Agropyron cristatum je jednou z několika úzce souvisejících trav druh označované jako chocholatá pšeničná tráva. Není schopen hybridizovat se svými podobnými příbuznými, jako je tomu v případě diploidní zatímco jeho nejbližší příbuzný, Agropyron desertorum, je tetraploidní druh.[1] Byl zaveden z Ruska a Sibiře do Severní Ameriky v první polovině dvacátého století a byl široce používán k setí opuštěné okrajové orné půdy, která prošla různým stupněm eroze půdy a sekundární sukcesí.[2] A. cristatum má velmi dlouhou životnost a porosty často zůstávají produktivní po dobu 30 a více let.[3]

Agropyron cristatum květenství

Popis

Agropyron cristatum je hustě všívaná tráva, s vrcholky dosahujícími v dospělosti výšky 30–50 cm. Jeho pláště jsou drsné nebo nejnižší pubertální. Jeho čepele jsou až 8 mm široké a nahoře hrbolaté až pubertální. Jeho hroty jsou ploché a pohybují se v rozmezí 2–7 cm dlouhé, klásky dlouhé 8–15 mm, jsou 3–5květé, hustě přeplněné a rozšiřují se až vzestupně. Jeho odlesky jsou 4–6 mm dlouhé, s hrotem awn a se svými lemy o délce 6–8 mm a bez awn nebo hrotem awn.[4]

Agropyron cristatum je mezi jinými travami a pšenicí známá svou relativně vysokou granivorií. Granivory neboli granivores popisují interakci mezi zvířaty a semeny. Agropyron cristatum'Vysoká granivory znamená, že se zvířata živí semeny rostliny jako jejich primárním nebo dokonce výlučným zdrojem potravy. Ačkoli to vyvolává obavy z pokračující schopnosti rostliny reprodukovat se, pokud jsou její semena konzumována, vysoká granivory tohoto druhu naznačují, že Agropyron cristatum je důležitým zdrojem potravy.[5]

Místo výskytu

Agropyron cristatum je nejlépe přizpůsoben podmínkám suché pastviny a za takových okolností se nejčastěji vyskytuje. Preferuje od 23 do 38 cm srážek ročně,[6] ale může tolerovat více vlhkosti na příznivých místech a rozšiřuje svůj rozsah do podmínek tundry a tajgy[7] a nadmořské výšky až 2 000 m nad mořem v jižních částech přizpůsobené oblasti.[8] Upřednostňuje dobře odvodněné, hluboké, hlinité půdy[9] střední a středně hrubé textury, včetně Černozemický, Solonetzic, Regosolický,[10] Brunisolický a Luvisolic půdy.[11] A. cristatum může tolerovat slanost v rozmezí 5 až 15 mS / cm[12] a dává přednost mírně zásaditým podmínkám.[10] Má nízké až střední požadavky na plodnost.[13] To nebude tolerovat dlouhodobé záplavy.[1]

Agropyron cristatum je nejvíce odolný vůči stínům z chocholatých pšeničných trav, ale nejlépe se mu daří v otevřených podmínkách.[11] A. cristatum je extrémně tolerantní k suchu.[14] Dosahuje této tolerance vůči suchu tím, že začíná růst velmi brzy v sezóně, poté přechází spící ze sady semen až do podzimu, kdy bude při dostatečné vlhkosti vykazovat vegetativní opětovný růst.[2]

Nedávná studie ukázala, že invazivní populace Agropyron cristatum se rozšířily po horních USA i jižní Kanadě a po invazi Agropyron cristatum Bylo zjištěno, že populace má vyšší granivory než původní travní porosty a udržují si dominanci, i když jsou původní druhy travních porostů znovu zavedeny.[5] Tato současná studie naznačila, že zvýšené granivory Agropyron cristatum nepřispěl k jeho konkurenčnímu úspěchu. Studie to ukázala A. cristatum bylo zjištěno, že mají vyšší granivory, po 2 letech rozdíl mezi A. cristatum'Snižuje se granivory a původních druhů a že mezi zvířaty nebyla zjevná preference ani pšenice.[5] Proto faktory odpovědné za Agropyron cristatum'vysoký obsah granivorů je stále relativně neznámý.

Agropyron cristatum je velmi tolerantní k pastvě,[8] ačkoli za sucha by měly být nové porosty chráněny před pastvou po dobu nejméně dvou let, protože sazenice se pomalu rozvíjejí. A. cristatum může být poškozeno několika houbami, včetně rezavých listů a pruhů,[10] forma na sníh a některé členovce včetně brouků z černé trávy (Labops sp.) v čistých výsadbách.

Použití

Agropyron cristatum byl chován do mnoha kultivary vybráno pro atributy od výnosů píce přes toleranci sucha po typy trávníků, které budou vykazovat výraznější stupně rhizomatózního růstového zvyku.[10] Byl a nadále je široce používán v zemědělských i průmyslových rekultivačních činnostech.[10]

Agropyron cristatum je mezi jinými travami a pšenicí známá svou relativně vysokou granivorií. Granivory popisují interakci mezi zvířaty a semeny. Agropyron cristatumVysoká granivory znamená, že zvířata se živí semeny rostliny jako jejich primárním nebo dokonce výlučným zdrojem potravy. Ačkoli to vzbuzuje obavy z pokračující schopnosti rostliny reprodukovat se, pokud jsou její semena konzumována, vysoká granivory tohoto druhu naznačují, že Agropyron cristatum je důležitým zdrojem potravy. Byly provedeny studie při hledání příčiny Agropyron cristatumZvýšená granivory, ale dosud nebyla prokázána vysoká relativní granivory jako jedinečná vlastnost A. cristatum, a ve skutečnosti je lze přičíst faktorům jiným než genom rostliny, jako jsou podmínky prostředí.[5]

Jedním slibným faktorem, který by mohl vést a být zodpovědný za zvýšení granivore v Agropyron cristatum je určitý genetický rozdíl zjištěný na chromozomu 6 rostlin s vyšším obsahem granivorů.[15] Rostliny s translokací na chromozomu 6P poskytují pšenici větší hmotnosti a delší délky klasů než rostliny bez mutace.[15] Agropyron cristatum má vyšší počet ojí, vyšší počet kvítků a větší odolnost vůči různým patogenům, jako jsou rzi pšenice, padlí a ječmenný trpasličí virus, než mnozí z jeho blízkých příbuzných pšenice.[15] Používá se k křížení s jinými druhy trávy a pšenice, aby se na ně přenesla větší odolnost vůči chorobám a zlepšily se jejich vlastnosti jako zdroje potravy.[15] Toto křížení zahrnuje přenos translokace chromozomu 6P na druh, se kterým se kříží.[15] Chromozom 6P A. cristatum Bylo také prokázáno, že hraje důležitou roli při regulaci počtu plodných ojí a má pozitivní i negativní regulátory počtu ojí.[16] Bylo zjištěno, že tyto regulátory byly specificky na ramenech 6PS a 6PL chromozomů.[16] Vysoký počet kvítků a počet kernálů na bodec je řízen geny umístěnými na 6P chromozomu Agropyron cristatum.[17] Agropyron cristatumGeny lze použít k vyvolání odolnosti listů u jiných druhů pšenice.[17] Tři zpětné křížení mezi nimi Agropyron cristatum a Aegilops tauschii produkuje řadu stabilních, úrodných linií Aegilops tauschii který pak má odolnost proti rezavění listů.[17] Také multi-spike kultivary A. cristatum bylo shledáno, že jsou agronomicky stabilnější a dosahují vyšších výnosů než kultivary s typem s velkými hroty.[16]

Je to snadná tráva, kterou lze založit osivem, a to jak s vysokou mírou klíčení, tak s vysokou vitalitou sazenic.[18] Rovněž se rychle vytváří v porovnání s mnoha jinými travami.[10] Za nezavlažovaných podmínek v oblastech s nízkými srážkami jsou pšeničné pole chocholaté trvale některé, ne-li, nejvyšší úrodné a perzistentní travní pícniny. Nicméně, A. cristatum je méně výnosný, i když je o něco chutnější ve srovnání s jinými chocholatými pšeničnými trávami.[7]

Agropyron cristatum vykazuje obrovskou houževnatost vůči širokému spektru podmínek prostředí. Agropyron cristatum lze pěstovat při nízkých teplotách, suchu a relativně vysokém obsahu slanosti.[19] Má také odolnost vůči žlutému trpaslíkovi, virům mozaiky pšeničných pruhů a chorobám rzi listů a také obsahuje vysoký obsah bílkovin.[19]

Agropyron cristatum je vysoce konkurenceschopná a vytrvalá rostlina v suchých oblastech a má střední schopnost šířit se semenem. Jako takové se jeho použití ve zbývajících společenstvech přirozených travních porostů v jejich přizpůsobených oblastech mimo jeho rodnou euroasijskou distribuci dostalo pod kritiku jako faktor přirozených travních porostů ztráta biologické rozmanitosti, ačkoli předmět je stále studován.[20] Jedním z takových obav je, že se výskyt jejích sazenic při herbicidním ošetření nesnižuje.[21]

Agropyron cristatum, nepůvodní druh trávy nasazený na horské požární lince v centru Washingtonu

Houževnatost

Důležitost Agropyron cristatum je často podkopána, protože rostlina nebyla domestikována pro moderní použití v zemědělství. Agropyron cristatumSchopnost odolávat různým biologickým a biologickým plísním z něj činí skutečně jedinečný a hodnotný organismus. Nedávné studie zdůrazňují význam A. cristatum v budoucím rozvoji zemědělství, protože vykazuje několik žádoucích vlastností pro zlepšení domestikované pšenice.[22] Zatímco některé z těchto znaků mohou souviset s produkcí pšenice, další významné znaky zahrnují geny pro odolnost vůči biotickému a abiotickému stresu, které umožňují A. cristatum aby rostl profesionálně. Důležitost těchto znalostí spočívá v tom, že vědci mohou využít tuto genetickou informaci týkající se genů odolnosti proti stresu k zavedení nových žádoucích vlastností u jiných domestikovaných druhů pšenice, které napomáhají jejich růstu v drsném prostředí. To nakonec vede k lepším výnosům pro větší lidskou spotřebu.

Fenotypový úspěch Agropyron cristatum zkušenosti je primárně způsobeno úspěchem jeho kořenového systému. Nedávné studie ukazují, jak vývoj kořenů přispívá ke konkurenceschopnosti společnosti A. cristatum testováním jeho schopnosti vzkvétat nad jinými formami vegetace v pastvinách.[23] Tyto studie poskytují údaje o tom, jak dlouho rostou kořeny a jak koncentrovaný objem půdy se stává s kořeny A. cristatum.[23][24] Výsledky to ukazují A. cristatum ve srovnání s jinými druhy travních porostů obvykle přiděluje více své biomasy do svých kořenů než do svých výhonků. Interpretace těchto údajů naznačuje, že proto, že A. cristatum má lepší základ, může překonat jiné druhy o zdroje.[23][24] Tyto zprávy poskytují významné informace o tom, proč A. cristatum je tak konkurenceschopný a proč by vývoj tohoto druhu mohl být cenným přínosem pro produkci potravin jako vytrvalá rostlina, která je velmi konkurenceschopná svými kořeny.[24] Kromě těchto údajů nový výzkum naznačuje, že jakékoli geny, které umožňují kořenům porazit konkurenci, mají homogenní povahu (proto se snáze přenášejí po generace) a jsou důvodem, proč je druh stejně dominantní.[23] Jakmile budou tyto geny identifikovány, mohou se zemědělci pokusit implementovat je do geneticky modifikovaných verzí druhů pšenice, aby vytvořili odolnější a úspěšnější domestikované druhy pšenice v našem omezeném prostředí.

Vědci dnes mohou anotovat důležité funkční geny, které mohou být cenné pro lidské použití v oblasti zemědělství. Toho lze dosáhnout využitím technik sekvenování nové generace k analýze transkriptomů a genomů.[22] Studie to ukazují A. cristatum obsahuje velké množství domén proteinových rodin, včetně domén ARC vázajících nukleotidy (NB-ARC), domén AP2, transkripčních faktorů rodiny Myb (Myb) a proteinů bohaté na pozdní embryogenezi (LEA), které jsou všechny geny stresové rezistence.[22] Specificky se proteiny NB-ARC zabývají obecnou imunitní odolností, domény AP2 se vztahují k nízké teplotě a odolnosti proti suchu, proteiny Myb také pomáhají v odolnosti proti suchu, ale také pomáhají při stresu slanosti a geny LEA obecně zahrnují rezistenci od jiných abiotických stresů.[22] S těmito informacemi je dalším krokem skutečné zavedení verzí těchto žádoucích genů do domestikovaných druhů. Výsledky studie z roku 2013 zobrazují účinky zavedení translokací mezi těmito žádoucími vlastnostmi A. cristatum na moderní druhy pšenice.[25] Výzkum pomocí metody intergenních translokací ukazuje, že byly dokončeny úspěšné integrace a že tyto rostliny ve skutečnosti také rostou normálně.[25] Další metoda z úspěšné studie z roku 2015 zahrnuje použití intergenní hybridizace k zavedení genů rezistence spojených s rezavostí listů.[26] Abych to shrnul, četné geny pro biotickou a abiotickou rezistenci A. cristatum představuje vede k úspěchu druhu, který by mohl a může být použit na moderní produkci potravin u domestikovaných druhů pšenice.

Poznámky

  1. ^ A b Hanson, A.A. 1972. Travní odrůdy ve Spojených státech. USDA Agricultural Handbook No.170
  2. ^ A b Rosiere, R.E. Rok vydání neznámý. Představená krmiva. Tarleton State University, Stephenville, Texas. Citováno 14. listopadu 2011 z http://www.tarleton.edu/Departments/range/Grasslands/Introduced%20Forages/introducedforages.htm
  3. ^ McLean, A. a A. L. van Ryswyk. 1973. Úmrtnost na chocholaté pšeničné trávě a ruské divočině. J. Správa rozsahu. 26 (6): 431-433.
  4. ^ Agriculture Canada- Agro-Food Canada. 2001. Grass key bio 164., Lethbridge, Alberta: Lethbridge Community College. 85 s.
  5. ^ A b C d Radtke TM a Wilson SD (2015). Omezená role pro zjevnou konkurenci prostřednictvím granivory v vytrvalosti útočníka na pastvinách. Journal of Vegetation Science 26: 995-1004.
  6. ^ USDA, služba ochrany půdy. 1979. Rostlinné materiály pro použití na povrchově těžených pozemcích v západních Spojených státech. Denver, Colo.
  7. ^ A b Moss, E.H. 1983. Flóra z Alberty (2. vydání). University of Toronto Press. Toronto, Ont
  8. ^ A b Plummer, A.P., D.R. Christenson a S.B. Monsen. 1968. Obnova řady velkých her v Utahu. Utah Division of Fish and Game. Publikace č. 68-3.
  9. ^ Žulové semínko. 1989. 1989-90 velkoobchodní katalog semen. Granite Seed, Lehi, Utah. 32 stran
  10. ^ A b C d E F Hafenrichter, A.L., J.L. Schwendiman, H.L. Harris, R.S. MacLauchlan a H.W. Mlynář. 1968. Trávy a luštěniny pro ochranu půdy na severozápadě Pacifiku a ve velkých povodí. USDA Soil Conservation Service, Agriculture Handbook No. 339.
  11. ^ A b Elliott, C.R. a M.E. Hiltz. 1974. Představení pícnin. Northern research Group, Canada Agriculture Research Branch, publikace č. NRG 74-16.
  12. ^ Laidlaw, T.F. 1977. Návrh projektu Camrose-Ryley (1975): předběžné posouzení potenciálu rekultivace povrchu na uhelném poli Dodds-Roundhill. Zpráva zaměstnance, úřad pro ochranu životního prostředí. Edmonton, AB.
  13. ^ Buckerfield’s Ltd. 1980. Semena pro obnovení vegetace narušené země: popisný manuál. Buckerfield's Seed Division. Vancouver, BC
  14. ^ Plummer, A.P., A.C. Hull, Jr., G. Stewart a J.H. Robertson. 1955. Setí pastvin v Utahu, Nevadě, jižním Idaho a západním Wyomingu. USDA Forest Service, Agriculture Handbook No. 71.
  15. ^ A b C d E Zhang J, Zhang JP, Liu WH, Han HM, Lu YQ, Yang XM, Li XQ, Li LH (2015). Introgrese Agropyron cristatum 6P chromozomový segment do běžné pšenice pro zvýšenou hmotnost tisíce zrn a délku hrotu. Theoretical and Applied Genetics 128: 1827-1837
  16. ^ A b C Ye XL, Lu YQ, Liu WH, Chen GY, Han HM, Zhang JP, Yang XM, Li XQ, Gao AN, Li LH (2015). Účinky chromozomu 6P na počet plodných plodin pšenice, jak byly odhaleny vAgropyron cristatum translokační linie chromozomu 5A / 6P. Theoretical and Applied Genetics 128: 797-811.
  17. ^ A b C Ochoa, V; Madrid, E; Řekl, M; Rubiales, D; a Cabrera, A (2015). Molekulární a cytogenetická charakterizace pšenice obecné Agropyron cristatum translokace chromozomů udělující odolnost vůči rezavění listů. Euphytica 201: 89-95.
  18. ^ Plummer, A.P. 1977. Revegetace narušených míst mezi horskými oblastmi. Stránky 302-339 IN: J.L.Thomas, ed. Rekultivace a využití narušené půdy na jihozápadě. University of Arizona Press. Tucson, Arizona.
  19. ^ A b Zhang JP, Liu WH, Han HM, Song LQ, Bai L, Gao ZH, Zhang Y, Yang XM, Li XQ, Gao AN, Li LH (2015). De novo transkriptomové sekvenování Agropyron cristatum k identifikaci dostupných genových zdrojů pro vylepšení pšenice. Genomics 106: 129-136.
  20. ^ Henderson, D.C., Naeth, A.M .. 2010. Víceúrovňové dopady invaze chocholaté pšeničné trávy v prérii smíšené trávy. Biologické invaze 7 (4): 639-650. Citováno 14. listopadu 2011 z databáze JSTOR.
  21. ^ Ambrose, Lisa (březen 2003). „Vznik zavedené trávy Agropyron cristatum a nativní trávy Bouteloua gracilis při obnově prérie se smíšenou trávou“. Ekologie obnovy. 11: 110–115. doi:10.1046 / j.1526-100X.2003.00020.x.
  22. ^ A b C d Zhang J, Liu W, Han H, Song L, Bai L, Gao Z, Zhang Y, Yang X, Li X, Gao A a Li L (2015). Sekvenování transkriptomu de novo Agropyron cristatum identifikovat dostupné genové zdroje pro vylepšení pšenice. Genomika 106(2):129-136.
  23. ^ A b C d Vaness BM, Wilson SD a MacDougall AS (2014). Snížená heterogenita kořenů a prodloužená délka kořenů po invazi travních porostů. Funkční ekologie 28(5): 1266-1273.
  24. ^ A b C Bakker J & Wilson S (2001). Konkurenční schopnosti zavedených a domorodých trav. Ekologie rostlin 157(2): 119–127.
  25. ^ A b Song L, Jiang L, Han H, Gao A, Yang X, Li L a Liu W (2013). Efektivní indukce pšeniceAgropyron cristatum 6P Translokační linky a detekce GISH. PLOS ONE 8 (7): e69501.
  26. ^ Ochoa V, Said M, Cabrera A, Madrid E a Rubiales D (2015). Molekulární a cytogenetická charakterizace pšenice obecnéAgropyron cristatum translokace chromozomů udělující odolnost vůči rezavění listů. Euphytica 201(1): 89-95.

Reference

  • Agriculture Canada- Agro-Food Canada. 2001. Grass key bio 164., Lethbridge, Alberta: Lethbridge Community College. 85 s.
  • Bleak, A.T. a W. Keller. 1973. Diferenciální tolerance některých suchých pšeničných trav k plísni sněhové. J. Rozsah. Spravovat. 2696): 434-435.
  • Buckerfield’s Ltd. 1980. Semena pro obnovení vegetace narušené země: popisný manuál. Buckerfield's Seed Division. Vancouver, BC
  • Elliott, C.R. a M.E. Hiltz. 1974. Představení pícnin. Northern research Group, Canada Agriculture Research Branch, publikace č. NRG 74-16.
  • Žulové semínko. 1989. 1989-90 velkoobchodní katalog semen. Granite Seed, Lehi, Utah. 32 stran
  • Hafenrichter, A.L., J.L. Schwendiman, H.L. Harris, R.S. MacLauchlan a H.W. Mlynář. 1968. Trávy a luštěniny pro ochranu půdy na severozápadě Pacifiku a ve velkých povodí. USDA Soil Conservation Service, Agriculture Handbook No. 339.
  • Hanson, A.A. 1972. Travní odrůdy ve Spojených státech. USDA Agricultural Handbook No.170
  • Henderson, D.C., Naeth, A.M .. 2010. Víceúrovňové dopady invaze chocholaté pšeničné trávy v prérii smíšené trávy. Biologické invaze 7 (4): 639-650. Citováno 14. listopadu 2011 z databáze JSTOR.
  • Laidlaw, T.F. 1977. Návrh projektu Camrose-Ryley (1975): předběžné posouzení potenciálu rekultivace povrchu na uhelném poli Dodds-Roundhill. Zpráva zaměstnance, úřad pro ochranu životního prostředí. Edmonton, AB.
  • McLean, A. a A. L. van Ryswyk. 1973. Úmrtnost na chocholaté pšeničné trávě a ruské divočině. J. Správa rozsahu. 26 (6): 431-433.
  • Moss, E.H. 1983. Flóra z Alberty (2. vydání). University of Toronto Press. Toronto, Ont.
  • Plummer, A.P., A.C. Hull Jr., G. Stewart a J.H. Robertson. 1955. Setí pastvin v Utahu, Nevadě, jižním Idaho a západním Wyomingu. USDA Forest Service, Agriculture Handbook No. 71.
  • Plummer, A.P., D.R. Christenson a S.B. Monsen. 1968. Obnova řady velkých her v Utahu. Utah Division of Fish and Game. Publikace č. 68-3.
  • Plummer, A.P. 1977. Revegetace narušených míst mezi horskými oblastmi. Stránky 302-339 IN: J.L.Thomas, ed. Rekultivace a využití narušené půdy na jihozápadě. University of Arizona Press. Tucson, Arizona.
  • Rosiere, R.E. Rok vydání neznámý. Představená krmiva. Tarleton State University, Stephenville, Texas. Citováno 14. listopadu 2011 z http://www.tarleton.edu/Departments/range/Grasslands/Introduced%20Forages/introducedforages.htm
  • USDA, služba ochrany půdy. 1979. Rostlinné materiály pro použití na povrchově těžených pozemcích v západních Spojených státech. Denver, Colo.

externí odkazy