Nicotiana attenuata - Nicotiana attenuata

Kojotový tabák
Nicotiana attenuata 4.jpg
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Plantae
Clade:Tracheofyty
Clade:Krytosemenné rostliny
Clade:Eudicots
Clade:Asteridy
Objednat:Solanales
Rodina:Solanaceae
Rod:Nicotiana
Druh:
N. attenuata
Binomické jméno
Nicotiana attenuata

Nicotiana attenuata je druh divoký tabák známé pod běžným názvem kojotový tabák. Je původem ze západní Severní Ameriky od Britská Kolumbie na Texas a severní Mexiko, kde roste na mnoha typech stanovišť. Je to žláznatá a řídce chlupatá jednoletá bylina, která přesahuje maximální metr. Listové čepele mohou mít délku 10 cm, spodní oválné a horní užší tvar a jsou neseny na řapíky. The květenství nese několik květů s růžově nebo zelenavě bílými trubkovitými hrdly 2 až 3 centimetry (4⁄5 na 1 1⁄5 v) dlouhé, jejich základny uzavřené špičatě sepals. Květina má pět převážně bílých laloků. Plodem je tobolka asi 1 centimetr (1⁄2 in) dlouho.

Přírodní historie

Úvod

Nicotiana attenuata je využíván jako ekologický modelový druh od roku 1994,[1] z velké části díky svým různorodým interakcím s řadou různých rostlin, hmyzu a mikroorganismů v původním prostředí. Práce v Max Planck Institute for Chemical Ecology v Jena, Německo pomohl při integraci sady nástrojů pro genomové, ekologické a analytické nástroje vedle terénních prací v EU Poušť Great Basin za účelem studia interakcí N. attenuata v původním prostředí.

Genom

Nicotiana attenuata’s genom je ~ 2,26 Gb dlouhý,[2] podstatně více než rostlina modelové druhy Arabidopsis thaliana. Preferenční retence genů po a duplikace v celém genomu událost rodu Nicotiana částečně odpovídá za tuto velkou velikost, což je zhruba dvakrát více než u N. obtusifolia (~ 1,23 Gb), blízce příbuzný druh.[3]

Predátoři

Dva druhy hornworm, the tabák hornworm a rajče, použijte N. attenuata jako hostitelská rostlina. Každý z těchto druhů reaguje negativně na vysoké koncentrace nikotinu v listech rostlin, přičemž tabákový hornworm vykazuje intenzivnější reakci. Koncentrace nikotinu spolu s predátory hmyzu pomáhají určit, kde na rostlině preferují krmení hornworms.[4]

Obrana proti bylinožravcům

N. attenuata bylo pozorováno, že využívá přímou a nepřímou obranu proti býložravcům. Jejich hlavními predátory jsou hawkmothské larvy známé jako tabákový roh (Manduca sexta) a rajče rajská (Manduca quinquemaculata).[5] Když tito červi jedí trichomy na tabákových listech, rostlina produkuje inhibitory trypsin proteinázy jako přímou obranu, což oslabuje schopnost hornworm trávit rostlinný materiál.[6] Jako nepřímá obrana, když listy sežerou larvy, rostlina emituje těkavé zelené listy (GLV), které přitahují Geocoris chyby, které jsou predátory červa. Tyto GLV jsou jedním z mnoha rostlinných těkavých látek (HIPV), které jsou vyvolávány bylinami N. attenuata emituje prostřednictvím signalizace kyselinou jasmonovou. Když GLV přijdou do styku se slinami z hornworm, dojde ke konformační změně GLV, která přitahuje Geocoris ploštice a zvyšuje predaci na vejcích a larevách hornworm.[7] Bylo také zjištěno, že divoký tabák reaguje na těkavé organické sloučeniny (VOC) emitované z jiných nejbližších druhů a podrobuje se obranné obraně.[8]

Další nepřímou obranou, která byla nedávno studována, je změna doby květu a fenologie, což vedlo ke změně opylovače z hawkmothů na noc na kolibříky aktivní na den. Květy N. attenuata normálně otevřené za soumraku a jsou vystaveny během noci, kdy dochází k opylování Hawkmoth spolu s ovipozicí, a tedy budoucí býložravostí larvami hawkmoth. Sliny z hornworm způsobují kaskádu transdukce kyselinou jasmonovou, která vede ke změnám v květinové fenologii. Květy snižují koncentrace benzyl acetonu (BA), těkavé látky přitahující hawkmoth a přesouvají otevření koruny do úsvitu, kde převládá denní opylování kolibříků a bylinožravost larev Hawkmoth je snížena.[9] Tento posun od nočního otevírání k rannímu otevírání květin byl objeven pomocí původní populace N. attenuata v Utahu. Pokrývky oka byly umístěny na vybrané rostliny v různých testovacích skupinách s přítomnými nebo nepřítomnými rohovými červy a sérií pokusů byl u rostlin s přítomnými rohovými červy významně zvýšen poměr ranního otevírání k nočnímu otevírání květů po pouhých 8 dnech.[10]

Společně tyto přímé a nepřímé obrany ukazují působivou plastickost chování N. attenuata v reakci na útok býložravců.

Použití

Tato rostlina byla používána pro širokou škálu léčebné účely mnoho Indiánské skupiny, a byl uzený slavnostně u Hopi, Apache, Navajo, Paiute a další skupiny.[11]

Mezi Zuni lidé, kouř je vyfukován přes tělo, aby se snížilo pulzování z kousnutí chřestýše.[12] Mezi nimi se také slavnostně kouří.[13]

  • Nicotiana attenuata rostlina pěstovaná na polním místě v Utahu

  • Manduca se živí Nicotiana attenuata

  • Kojotový tabák tvořící ovocné kapsle

  • Staré trubky nalezeny na Přehrada Rocky Reach Dam Museum, Washington

  • Trubka s dřevěným pouzdrem nalezená na přehradě Rocky Reach Dam ve Washingtonu

Reference

  1. ^ Baldwin, I. T .; Staszak-Kozinski, L .; Davidson, R. (01.09.1994). „Nahoře v kouři: I. Kouřem odvozená klíčivost pro každoroční po požáru, Nicotiana attenuata torr. Např. Watson“. Journal of Chemical Ecology. 20 (9): 2345–2371. doi:10.1007 / BF02033207. ISSN  0098-0331. PMID  24242811. S2CID  31202325.
  2. ^ „Nicotiana attenuata Data Hub - Zdroj genomu tabáku kojotů“. nadh.ice.mpg.de. Citováno 2017-01-12.
  3. ^ Zhou, Wenwu; Brockmöller, Thomas; Ling, Zhihao; Omdahl, Ashton; Baldwin, Ian T .; Xu, Shuqing (04.11.2016). „Vývoj včasné obranné signalizace vyvolané býložravci byl formován duplikacemi v celém genomu v Nicotianě“. eLife. 5: e19531. doi:10.7554 / eLife.19531. ISSN  2050-084X. PMC  5115867. PMID  27813478.
  4. ^ Kester, Karen M .; Peterson, Steven C .; Hanson, Frank; Jackson, D. Michael; Severson, R. F. (01.03.2002). "Role nikotinu a přirozených nepřátel při určování distribuce místa krmení larev Manduca sexta L. a Manduca quinquemaculata (Haworth) na tabáku". Chemoekologie. 12 (1): 1–10. doi:10.1007 / s00049-002-8320-6. ISSN  0937-7409. S2CID  29401231.
  5. ^ André Kessler, Ian T. Baldwin, obranná funkce těkavých emisí rostlin vyvolaných bylinožravými rostlinami v přírodě, Science 16. března 2001: sv. 291, číslo 5511, str. 2141-2144 DOI: 10.1126 / science.291.5511.2141
  6. ^ Jorge A. Zavala, Aparna G. Patankar, Klaus Gase, Dequan Hui, Ian T. Baldwin Plant Physiology března 2004, 134 (3) 1181-1190; DOI: 10,1104 / pp.103.035634
  7. ^ Schuman a kol. eLife 2012; 1: e00007. DOI: 10,7554 / eLife.00007
  8. ^ Danny Kessler. et al., Current Biology 20, 237–242, 9. února 2010 ª2010 Elsevier Ltd Všechna práva vyhrazena DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  9. ^ Danny Kessler. et al., Current Biology 20, 237–242, 9. února 2010 ª2010 Elsevier Ltd Všechna práva vyhrazena DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  10. ^ Danny Kessler. et al., Current Biology 20, 237–242, 9. února 2010 ª2010 Elsevier Ltd Všechna práva vyhrazena DOI 10.1016 / j.cub.2009.11.071
  11. ^ Etnobotanika
  12. ^ Stevenson, Matilda Coxe 1915 Etnobotanika indiánů Zuni. Výroční zpráva SI-BAE č. 30 (str. 54)
  13. ^ Stevenson, str.95

externí odkazy