Ceratopteris richardii - Ceratopteris richardii

Vodní kapradina trojúhelník
C-Fern Culture Dish.jpg
"C-Fern" rostoucí na agarovém médiu v misce pro buněčnou kulturu

Zajistit (NatureServe )
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Plantae
Clade:Tracheofyty
Třída:Polypodiopsida
Objednat:Polypodiales
Rodina:Pteridaceae
Rod:Ceratopteris
Druh:
C. richardii
Binomické jméno
Ceratopteris richardii

Ceratopteris richardii je kapradina druh patřící do rodu Ceratopteris, jeden z pouhých dvou rody podčeledi Parkerioideae z rodiny Pteridaceae.[1] Je to jeden z několika rodů kapradin přizpůsobených vodní existenci. C. richardii byl dříve považován za součást tohoto druhu Ceratopteris thalictroides.

"C-kapradina"

Tento konkrétní druh je předmětem zvláštního vědeckého zájmu, protože patentovaný kmen zvaný „C-Fern“ byl vyvinut jako vědecká pomůcka a učební nástroj v biologii v roce 1995.[2] Použití „C-Fern“ usnadňuje skutečnost, že snadno roste v misce pro buněčnou kulturu na agarovém médiu a dosáhne pohlavní dospělosti během 2–3 týdnů od výtrus naočkování, přičemž v tomto okamžiku jsou viditelné pohyblivé spermatické buňky. V průběhu asi 6 týdnů klíčení, určení pohlaví a vývoj gametofyty, oplodnění, embryogeneze, organogeneze, a sporofyt lze pozorovat růst, což umožňuje neuvěřitelně komplexní studii životního cyklu homosporous kapradiny v relativně krátkém časovém období.[3] Kromě toho lze vzhledem k malé velikosti rostliny pozorovat, že současně roste mnoho vzorků, což ve výzkumných studiích umožňuje větší velikosti vzorků. V návaznosti na kulturu "C-Fern" v miskách může být transplantován na nečistotný substrát, kde může být dále ponechán růst a budoucí generace mohou být použity pro další studie.

Monilofyty jsou obecně studovány mnohem méně než jiné skupiny rostlin a úplná genomová sekvence zatím není k dispozici, avšak vzhledem k vývoji „C-Fern“ je výzkum biologie kapradin častější a C. richardii byl použit jako modelový organismus ke studiu cévnatá rostlina buněčné stěny, střídání generací (a související mutace), genetika, populační dynamika a účinky mitotického disruptoru herbicidy, mimo jiné.[4][5][6] Přestože jsou naočkované spory geneticky identické, mohou vést k oběma hermafroditi a mužské gametofyty, v závislosti na sekreci antheridiogen; tento jev byl použit ke studiu rostlin feromony a kaskáda událostí, která vede k epigenetický změny kapradin.[7] Schopnost přechodu z bisexuálu na všechny mužské spory může poskytnout evoluční výhodu podporou propagace odchovu.[8]

Použití C. richardii ve studiích genetického výzkumu bylo cenné pro pochopení kapradiny a rostliny vývoj jako celek a v roce 2019 se „kapradina C“ stala první homosporózní kapradinou, u které byl genom částečně sestaven, a působil jako referenční genom ke kterým lze přirovnat další kapradiny.[9]

C. richardii spory vyklíčily ve vesmíru v roce 1999 na raketoplánu STS-93, což z nich dělá jednu z mála rostlin pěstovaných ve vesmíru.[10]

Vývoj "C-Fern" 1 týden po naočkování spór na agarové médium. Pozorováno pod světelnou mikroskopií jasného pole.
Vývoj "C-Fern" 3 týdny po naočkování spór na agarové médium. Pozorováno pod světelnou mikroskopií jasného pole.

Reference

  1. ^ PPG I (2016), „A community-derived classification for existant lycophytes and ferns“, Journal of Systematics and Evolution, 54 (6): 563–603, doi:10.1111 / jse.12229, S2CID  39980610
  2. ^ C-fern oficiální stránky
  3. ^ Renzaglia, Karen Sue; Warne, Thomas R. (květen 1995). „Ceratopteris: Ideální modelový systém pro výuku biologie rostlin“. International Journal of Plant Sciences. 156 (3): 385–392. doi:10.1086/297260. ISSN  1058-5893. S2CID  85418664.
  4. ^ Spiro, Mark D .; Knisely, Karin I. (březen 2008). Sundberg, Marshall (ed.). „Střídání generací a experimentální design: laboratoř s řízeným dotazem zkoumající povahu vývojové mutanty her1 Ceratopteris richardii (C-Fern)“. CBE - Life Sciences Education. 7 (1): 82–88. doi:10,1187 / cbe.07-82-88. ISSN  1931-7913. PMC  2262118. PMID  18316811.
  5. ^ Hoffman, J. C .; Vaughn, K. C. (březen 1996). „Spline a bičíkové mikrotubuly jsou rezistentní vůči mitotickým disruptorům herbicidů“. Protoplasma. 192 (1–2): 57–69. doi:10.1007 / BF01273245. ISSN  0033-183X. S2CID  19844471.
  6. ^ Leroux, Olivier; Eeckhout, Sharon; Viane, Ronald L. L .; Popper, Zoë A. (2013). „Ceratopteris richardii (C-fern): model pro zkoumání adaptivní modifikace buněčných stěn cévnatých rostlin“. Hranice ve vědě o rostlinách. 4: 367. doi:10.3389 / fpls.2013.00367. ISSN  1664-462X. PMC  3779834. PMID  24065974.
  7. ^ Atallah, Nadia M .; Vitek, Olga; Gaiti, Federico; Tanurdzic, Miloš; Banks, Jo Ann (červenec 2018). „Stanovení pohlaví u Ceratopteris richardii je doprovázeno změnami transkriptomu, které vedou k epigenetickému přeprogramování mladého gametofytu“. G3: Geny | Genomy | Genetika. 8 (7): 2205–2214. doi:10,1534 / g3.118.200292. ISSN  2160-1836. PMC  6027899. PMID  29720393.
  8. ^ Timothy Walker, Rostliny: Velmi krátký úvod. Oxford University Press, 2012. str. 49
  9. ^ Marchant, D. Blaine; Sessa, Emily B .; Wolf, Paul G .; Heo, Kweon; Barbazuk, W. Brad; Soltis, Pamela S .; Soltis, Douglas E. (prosinec 2019). „Genom C-Fern (Ceratopteris richardii): vhled do evoluce rostlinného genomu s prvním částečným homosporózním shromážděním genomu kapradiny“. Vědecké zprávy. 9 (1): 18181. Bibcode:2019NatSR ... 918181M. doi:10.1038 / s41598-019-53968-8. ISSN  2045-2322. PMC  6890710. PMID  31796775.
  10. ^ Salmi, ML; Roux, SJ (2008). „Změny genové exprese vyvolané letem do vesmíru v jednotlivých buňkách kapradiny Ceratopteris richardii“. Planta. 229 (1): 151–9. doi:10.1007 / s00425-008-0817-r. PMID  18807069. S2CID  30624362.