Cajanus scarabaeoides — цветковое растение рода Cajanus . Из 32 различных видов рода Cajanus культивируетсятолько один, C. cajan (голубиный горох). [2] Cajanus scarabaeoides — ближайший дикий родственник C. cajan и один из самых простых диких видов для скрещивания с культурными сортами голубиного гороха. [3] C. scarabaeoides встречается в природе как в умеренных, так и в тропических зонах по всему миру. [2] Этот вид обладает более высокой устойчивостью к засухе, содержит больше белка и имеет более высокий уровень устойчивости к насекомым-вредителям по сравнению с культивируемыми видами. [2] [4] Эти генетические признаки можно скрещивать с C. cajan для повышения урожайности культуры. Для фермеров, ведущих натуральное хозяйство, это может сократить экономические потери и значительно повысить общую урожайность.
Cajanus scarabaeoides — очень близкий дикий родственник вида Cajanus cajan (обычное название — голубиный горох). [2] Это двудольное покрытосеменное растение семейства Бобовые . [5] [6] C. scarabaeoidis может быть однолетним или многолетним растением, что делает его гибкой культурой для фермеров, ведущих натуральное хозяйство. [7]
Ветви C. scarabaeoides могут быть прямыми или извилистыми и достигать 135 см в длину. C. scarabaeoides имеет перистые листья, обычно расположенные тройчатым образом, с желтыми цветами с красными прожилками. Стручки C. scarabaeoides имеют продолговатую форму, обычно 11–34 мм в длину и 6–10 мм в ширину. Семенные стручки густо покрыты комбинацией коротких и длинных волосков и обычно темно-фиолетового цвета, содержат от 1 до 7 семян. Семена C. scarabaeoides имеют длину 2,4–4 мм, ширину 1,8–3 мм и толщину 1–2 мм и либо черного цвета, либо крапчатые. [8] По сравнению с сортами голубиного гороха, C. scarabaeoides имеет более высокий процент семян в стручках, 74% по сравнению с 20%, и имеет больше многосемянных стручков, в среднем 6,04 семян по сравнению с 3,0 семенами [2]
C. scarabaeoides является наиболее широко распространенным диким видом C. cajan и произрастает во многих странах как в умеренных, так и в тропических зонах. [2] Он произрастает на Мадагаскаре в Африке. В умеренной Азии он произрастает в Китае, Японии и на Тайване. В тропической Азии он произрастает в Бангладеш, Бутане, Индии, Непале, Пакистане, Шри-Ланке, Мьянме, Таиланде, Вьетнаме, Индонезии, Малайзии, Папуа-Новой Гвинее и на Филиппинах. В Океании он произрастает в Австралии и на Фиджи. [6]
В Азии C. scarabaeoides является наиболее распространенным диким видом Cajanus и в изобилии встречается на Тайване и в китайских провинциях Юньнань, Гуйчжоу, Гуансим, Гуандун, Хайнань и Фуйцзян. В Китае существует несколько названий этого вида. На мандаринском китайском языке он называется «Man Cao Chong Duo». На диалекте Гуандун он называется «Shui Kom Ts'o». На диалекте Юньнань он называется «Jia Yan Pi Guo». [8]
C. scarabaeoides встречается в дикой природе и может быть найден на открытых лугах и в сухих районах растительности, а также в лиственных лесах. [7] Он часто встречается вдоль хребтов возделываемых полей, вдоль дорог или пешеходных дорожек или на склонах холмов. Обычно он встречается там, где достаточно солнечного света, а популяции, как правило, сокращаются в темных кустарниковых районах или густых лесах. [8] Эта культура известна как «ползучая», которая поддерживает себя на окружающей траве и небольших кустарниках. [8] В уезде Тяньдун в провинции Гуанси в Китае ее можно найти растущей на пустошах на высоте 180 м. В горах И Оун Ян ее можно найти растущей в диком виде на сухих холмах и вдоль рек. [8] Обширные площади, на которых эта культура может расти, обеспечивают преимущества для фермеров как в сельских, так и в пригородных районах, поскольку ее можно поддерживать в различных условиях.
Хотя голубиный горох и так является особенно хорошей культурой с точки зрения устойчивости к засухе, C. scarabaeoides обладает еще более высокими свойствами засухоустойчивости и поэтому способен процветать при очень небольшом годовом количестве осадков. [2]
Во многих образцах, изученных C. scarabaeoides , было обнаружено, что многие из них цветут раньше, чем сорта голубиного гороха. В одном исследовании ICRISAT сообщается о цветении некоторых образцов C. scarabaeoides уже через 34 дня по сравнению с 60 днями. В другом исследовании ICRISAT сообщается о цветении образцов C. scarabaeoides в течение 70 дней по сравнению со 126 днями. [2] [9] Если C. scarabaeoides можно скрестить с сортами голубиного гороха для получения этого желательного признака, фермеры могут сократить время сбора урожая и увеличить общую урожайность. С изменением климата в мире этот признак полезен для улучшения долгосрочной устойчивости урожая голубиного гороха [9]
В Китае C. scarabaeoides иногда используется в качестве корма и показал свою эффективность в снижении диареи у крупного рогатого скота. Кроме того, листья этого вида растения использовались для улучшения пищеварения в традиционной медицине, а также для ограничения чрезмерного производства мочи. [8]
Среди видов Cajanus , бобовый огневка, Helicoverpa armigera , является основным ограничением, которое ограничивает урожайность сельскохозяйственных культур. Этот насекомоядный вредитель атакует стручки на стадии развития, что снижает общий урожай зерна растения. [8] С этим вредителем очень трудно бороться, в основном из-за его обширного круга хозяев и миграционных возможностей. Кроме того, в последние годы H. armigera стал более устойчивым к некоторым инсектицидам, что увеличивает степень сложности, с которой возможно бороться с этим вредителем. [4]
Дикие родственники голубиного гороха, в частности C. scarabaeoides , обладают высоким уровнем устойчивости к этому разрушительному насекомому-вредителю. [4] Уровень выживаемости личинок H. armigera на C. scarabaeoides составляет всего 21%, тогда как на голубином горохе он составляет 78%. [9] Имеются существенные доказательства того, что эти виды имеют иные механизмы, чем у культурных видов, и все это ограничивает способность H. armigera процветать на растении. [4] Для ученых, селекционеров и фермеров, ведущих натуральное хозяйство, выявление этих механизмов может повысить устойчивость растений-хозяев у культурных видов и сократить экономические потери.
Были проведены исследования типов растительных трихом, которыми обладают различные виды Cajanus . Обычно обнаруживается 5 типов трихом, из которых типы A, B и E являются железистыми, а типы C и D — нежелезистыми. [4] Было обнаружено, что у C. scarabaeoides большая доля трихом типа C, коротких нежелезистых, и типа B, коротких железистых. У него отсутствуют трихомы типа A, длинные железистые, которые есть у культурного голубиного гороха. [4] Высокая плотность коротких, нежелезистых и железистых трихом на C. scarabaeoides действует как барьер против молодых личинок H. armigera . Этот барьер не позволяет личинкам питаться стручками, что приводит к гибели из-за голода до того, как они достигнут зрелости. [10] H. armigera откладывает 80% своих яиц на поверхности стручков видов Cajanus , поэтому наличие трихом типа C и B чрезвычайно полезно для снижения смертности личинок. [11]
Другие исследования были проведены на химических компонентах, извлеченных из поверхности стручка C. scarabaeoides и сравненных с компонентами культивируемого голубиного горошка. Было обнаружено, что β-карофиллен и гвайен, которые выделяются культивируемым голубиным горохом, который привлекает H. armigera , отсутствуют в C. scarabaeoides . [12] Было обнаружено, что ацетон, извлеченный из поверхности стручка голубиного горошка, стимулирует питание личинок, тогда как в C. scarabaeoides экстракты не обладают этой характеристикой. [4] Вода, извлеченная из стручков как голубиного горошка, так и C. scarabaeoides, показала большую антифидантную активность в воде C. scarabaeoides . [12] Для ученых и селекционеров возможность идентифицировать стимуляторы питания, связанные с растениями-хозяевами и связанными с ними насекомыми-вредителями, позволяет отбирать менее восприимчивые генотипы во время гибридизации [12]
H. armigera является наиболее вредоносным насекомым-вредителем для сортов голубиного гороха, вызывая ежегодные потери урожая более чем на 300 миллионов долларов во всем мире. [11] Исследование, проведенное в Индии в 1992-93 и 1997-98 годах, показало, что средняя потеря урожая от H. armigera достигает 90-100%. [13] Для того, что обычно является низкоценной и простой в уходе культурой, выявление устойчивых сортов и их генотипических признаков может принести значительную экономическую выгоду бедным фермерам, ведущим натуральное хозяйство [10].
Подобно культивируемым типам, C. scarabaeoides богат белком и незаменимыми аминокислотами. Содержание белка в семенах может варьироваться от 17,8 до 27%, что обычно находится в верхней части диапазона, тогда как культивируемые типы обычно содержат только около 20% белка. [2] [9] Листья C. scarabaeoides также богаты белком, около 13%. [8] Это позволяет фермерам более эффективно использовать весь урожай, поскольку и семена, и листья можно употреблять в пищу ради белка. Кроме того, C. scarabaeoides богат аминокислотами метионином и цистеином, около 3% белка по сравнению с всего 2% в культивируемом голубином горохе. [2] Эти аминокислоты на основе серы играют важную роль в построении белковых структур в этой культуре. [14]
Содержание сахара в стручках C. scarabaeoides оказалось намного ниже, чем у культивируемых видов. Кроме того, было показано, что стручки C. scarabaeoides также имеют более высокий уровень конденсированных танинов. Исследования показывают, что эти два механизма могут быть возможными факторами, которые ограничивают питание личинок и способность к росту H.armigera соответственно. [3] Эти полезные черты могут использоваться селекционерами для скрещивания с культивируемыми типами с целью повышения устойчивости к насекомым-вредителям на голубином горохе.
В настоящее время ICRISAT поддерживает 213 образцов 19 видов Cajanus , которые представляют в общей сложности 9 стран. C. scarabaeoides составляет одну из крупнейших коллекций в генном банке, в общей сложности 102 образца. [9] Благодаря отбору определенных генетических признаков у диких видов и включению этих генов в культивируемых сородичей, улучшенные характеристики, такие как устойчивость к вредителям и засухоустойчивость, могут повысить общую производительность и производство урожая. [13] Улучшение разнообразия признаков у видов Cajanus может быть выгодным для фермеров, которые сталкиваются с проблемами засухи и имеют культуры, восприимчивые к вредителям [4]