Зея — род цветковых растений семейства злаковых . Самый известный вид — Z. mays (называемый по-разному кукурузой , кукурузой или индийской кукурузой), одна из наиболее важных культур для человеческого общества на большей части мира. Четыре диких вида широко известны как teosintes и являются родными для Мезоамерики .
Зеа происходит от греческого названия ( ζειά ) другого зернового злака (возможно, написанного ). [2]
Пять принятых названий видов этого рода : [3] [4]
Кукуруза ( Zea mays ) делится еще на четыре подвида: Z. m. huehuetenangensis , Z. m. Мексикана , З. м. parviglumis (Balsas teosinte, предок кукурузы) и Z. m. Мэйс . [4] Первые три подвида — теосинтес; последний — кукуруза , или кукуруза, [4] единственный одомашненный таксон рода Zea . [ нужна цитата ]
Род разделен на две секции : Luxuriantes , с Z. diploperennis , Z. luxurians , Z. nicaraguensis , Z. perennis ; и Зея с З. Мэйсом . Для первого отдела характерны темные выступы, состоящие из гетерохроматина , которые являются терминальными на большинстве плеч хромосом , в то время как большинство подвидов секции Zea могут иметь от одного до трех выступов между каждым концом хромосомы и центромерой и очень мало терминальных выступов (за исключением Z. m. huehuetenangensis , имеющий множество больших концевых бугорков). [ нужна цитата ]
Встречаются как однолетние , так и многолетние виды теосинте. Z. diploperennis и Z. perennis — многолетние, а все остальные виды — однолетние. Все виды диплоидны (n=10), за исключением Z. perennis , который является тетраплоидным (n=20). Различные виды и подвиды теозинта можно легко различить на основе морфологических, цитогенетических, белковых различий и различий ДНК, а также географического происхождения. Эти два многолетних растения симпатичны и очень похожи, и некоторые считают их одним видом. Самым загадочным теозинтом многие считают Z. m. huehuetenangensis , который сочетает в себе морфологию, весьма близкую к Z. m. parviglumis со множеством концевых выступов хромосом и положением изофермента между двумя секциями. Теосинте, который считается фенотипически наиболее отличительным, а также находящимся под наибольшей угрозой, - это Zea nicaraguensis . Этот теосинте произрастает в затопленных условиях вдоль 200-метровой прибрежной устьевой реки на северо-западе Никарагуа.
Теосинтес во многом очень напоминают кукурузу, особенно по морфологии метелки (мужского соцветия). Теосинтес наиболее заметно отличается от кукурузы своими многочисленными ветвями, каждая из которых несет пучки характерных маленьких женских соцветий . Эти шипы созревают и образуют двухрядный «колос», состоящий из пяти-десяти треугольных или трапециевидных, черных или коричневых разъединяющихся сегментов, каждый из которых содержит одно семя. Каждое семя окружено очень твердой плодовой оболочкой, состоящей из купулы или углубления в ости и жесткой нижней чешуи. Это защищает их от пищеварительных процессов жвачных животных , которые питаются теозинтом, и способствует распространению семян через помет. Семена Teosinte проявляют некоторую устойчивость к прорастанию, но быстро прорастут, если их обработать разбавленным раствором перекиси водорода.
Кукуруза — это трава, родственная сорго и более отдаленно связанная с рисом и пшеницей . Род Zea тесно связан с Tripsacum , гамаграссом. [5]
Теосинтес являются важнейшими компонентами одомашнивания кукурузы , но мнения относительно того, какие таксоны были задействованы, расходятся. Согласно наиболее распространенной эволюционной модели, урожай произошел непосредственно от Z. m. parviglumis путем отбора ключевых мутаций; [6] , но у некоторых сортов до 20% генетического материала происходит от Z. m. Мексикана посредством интрогрессии . [7]
Все виды теосинте, кроме никарагуанских , могут расти на кукурузных полях или в непосредственной близости от них, что открывает возможности для интрогрессии между теосинте и кукурузой. Гибриды первого и более поздних поколений часто встречаются в полях, но скорость генного обмена достаточно низкая. Некоторые популяции Z. m. mexicana демонстрирует вавиловскую мимикрию на возделываемых полях кукурузы, развив кукурузоподобную форму в результате избирательного давления фермеров на прополку. В некоторых районах Мексики фермеры, выращивающие кукурузу, рассматривают теосинтес как вредный сорняк , тогда как в некоторых районах фермеры считают его полезным растением-компаньоном и поощряют его внедрение в кукурузу.
По мнению Мацуока и др., доступный генофонд ранней кукурузы можно разделить на три кластера:
Также встречаются некоторые другие промежуточные геномы или примеси этих кластеров.
По мнению этих авторов, «кукуруза Анд с ее характерными початками в форме ручных гранат произошла от кукурузы низин Южной Америки, которая, в свою очередь, произошла от кукурузы низин Гватемалы и южной Мексики». [6]
Виды Zea используются в качестве пищевых растений личинками ( гусеницами ) некоторых видов чешуекрылых , включая (в Америке) осеннюю совку ( Spodoptera frugiperda ), кукурузную червь ( Helicoverpa zea ) и стеблевых мотыльков Diatraea и Chilo ; в Старом Свете на него нападают двуполосатый мопс , совка сердце и дубина , сердце и дротик , Hypercompe indecisa , деревенский плечевой узел , щетинистая еврейская совка и репная моль , а также европейский кукурузный мотылек ( Ostrinia nubilalis). ), среди многих других.
Практически все популяции teosintes либо находятся под угрозой исчезновения, либо находятся под угрозой исчезновения: Z. diploperennis существует на площади всего в несколько квадратных миль; Z. nicaraguensis выживает в виде около 6000 растений на площади 200 × 150 м . В последние годы правительства Мексики и Никарагуа приняли меры по защите диких популяций теосинте, используя методы сохранения как in situ , так и ex situ . В настоящее время существует большой научный интерес к приданию культивируемым линиям кукурузы полезных свойств теозинта, таких как фиксация азота, [8] устойчивость к насекомым, многолетник и устойчивость к наводнениям, хотя это очень сложно из-за связанных с ним вредных свойств теозинта.
Поток генов от генетически модифицированной кукурузы к сорнякам теосинте приводит только к образованию ГМ-теозинта с тем же признаком, но это не всегда может быть результатом. [9] Теосинте с другой вставкой трансгена может привести к получению функционально различных результатов. [9]
