Utricularia gibba , широко известная как пузырчатка горбатая или плавающая пузырчатка , представляет собой небольшой, образующий коврик вид плотоядной водной пузырчатки . [3] [2] Встречается на всех континентах, кроме Антарктиды.
U. gibba имеет исключительно маленький для растения геном , несмотря на типичное количество генов . Секвенирование его ДНК выявило только 3% некодирующего материала. [4]
Utricularia gibba — водное плотоядное растение , принадлежащее к роду Utricularia , или пузырчаток. Видовой эпитет гибба на латыни означает «горб» или «вздутие» — ссылка на раздутое основание нижней губы венчика . [5] Это водное растение небольшого и среднего размера, которое можно либо прикрепить к субстрату на мелководье, либо свободно плавать в толще воды, однако оно, вероятно, будет цвести сильнее, если его поддерживать субстратом на мелководье. Он образует маты из перекрещивающихся, ветвящихся нитевидных столонов , каждый из которых вырастает примерно до 20 см (8 дюймов) или длиннее и имеет толщину 0,2–1 мм. То, что иногда называют листьями или листоподобными органами (фактическое различие затруднено из-за редуцированной морфологии), многочисленно и разбросано по длине столонов, имеет длину 0,5–1,5 см (0,2–0,6 дюйма) с очень короткими дихотомическими Схема ветвления к кончику от одной до восьми ветвей, но обычно не более четырех. Ловушки мочевого пузыря заменяют некоторые из этих дистальных ветвей листовидных структур. Ловушки имеют яйцевидную форму и прикреплены к листовидной структуре коротким стебельком; каждая ловушка имеет длину 1–2,5 мм и имеет два первичных щетинковидных разветвленных придатка сверху и несколько более мелких придатков, окружающих вход в ловушку. Придатки — это спусковой крючок, который приводит в действие ловушку и всасывает коснувшуюся добычу в мочевой пузырь для переваривания. [6]
Соцветия прямостоячие и обычно выходят из воды до высоты около 20 см (8 дюймов), хотя в некоторых случаях они могут быть погружены в воду и давать клейстогамные цветы. Соцветия могут давать от одного до двенадцати цветков, но редко можно увидеть что-либо, кроме двух-шести цветков на соцветие. Отдельные цветки желтые, часто с красновато-коричневыми жилками, разделены на две губы: верхняя губа почти круглая, слабо разделена на три доли, а нижняя губа немного меньше, также круглая, с округлым двулопастным вздутием в нижней части. центр. Шпора узкоконическая или цилиндрическая, изгибается вниз под цветком, ее длина варьируется от чуть короче нижней губы до заметно длиннее нижней губы . Utricularia gibba цветет круглый год при благоприятных условиях. [6] Цветы, особенно венчик, различаются по размеру в зависимости от обширного распространения этого вида от 0,8 до 1,5 см (от 0,3 до 0,6 дюйма). [7]
Диплоидное число хромосом U. gibba составляет 2n = 28. [6]
Utricularia gibba имеет обширный географический ареал и произрастает в восточной части США, юго-восточной Канаде, Центральной Америке, Карибском бассейне, западном Средиземноморье, Южной Африке и южной Индии. [8] [9] Считается инвазивным видом на Гавайях, в Австралии, Японии, Бразилии, Новой Зеландии, Сингапуре, Сербии, Венгрии и Великобритании. [8] [9] [10]
Он растет в прудах и озерах или на мелководье в канавах, лужах, болотах, болотах и болотах, которые могут быть неподвижными или медленно текущими. Иногда его можно встретить растущим на глубокой воде, но он не зацветет, если соцветия не будут поддерживаться у поверхности живой или мертвой растительностью. [6] Воды, в которых он растет, обычно бедны фосфором и азотом .
В 2013 году был секвенирован геном U. gibba . Геном, составляющий всего 82 мегабазы , исключительно мал для многоклеточного растения, и основное отличие между геномами других растений и геномом U. gibba заключается в резком сокращении количества некодирующей ДНК . [4] Это открытие ставит под сомнение идею о том, что повторяющаяся некодирующая ДНК, широко известная как «мусорная ДНК», необходима для жизни. [11]
Utricularia gibba и томат отделились от общего предка примерно 87 миллионов лет назад. С тех пор у обоих растений наблюдались эпизоды дупликации всего генома (WGD), при которых содержание ДНК в растениях увеличивалось вдвое. [11] С тех пор он потерял большую часть ненужной ДНК, в отличие от помидора, и теперь его геном составляет лишь десятую часть длины томата. [11]
По сравнению с Arabidopsis , количество интронов Utricularia gibba несколько меньше на один ген, а консервативные цис -действующие элементы его промоторов сжаты. [4] Большинство критически важных генов вернулись в статус единственной копии. [4] Однако митохондриальные и пластидные геномы U. gibba , по-видимому, не сжаты по сравнению с геномами других покрытосеменных растений. [4] Считается, что сжатие его ядерной ДНК произошло как за счет многочисленных микроделеций, так и за счет некоторых крупномасштабных рекомбинантных делеций. [4] Считается , что наличие многочисленных GC-богатых последовательностей в ядерном геноме U. gibba создало молекулярно-механистическую предвзятость в пользу делеций, но это не исключает присутствия давления отбора, направленного на сохранение таких делеций. [4]
Образование ловушек у U. gibba индуцируется низким содержанием фосфора, но не низким содержанием азота, [4] что указывает на то, что доступность фосфора в окружающей среде более ограничена. Ранее также предполагалось, что повышенная частота мутаций из-за большего воздействия мутагенов в окружающей среде могла привести к усилению естественного отбора по потере ненужной ДНК, но никаких доказательств этого не было обнаружено в относительном мутационном разнообразии U. gibba и Arabidopsis . [4]
Вполне возможно, что события дупликации генома и среда с низким содержанием фосфора действовали согласованно друг с другом: три дупликации полного генома, произошедшие у U. gibba, позволили избирательному давлению среды с низким содержанием фосфора уменьшить общую ДНК без удаления важные гены. [12]
Utricularia gibba имеет репутацию одной из самых простых в выращивании водных пузырчаток, которую при выращивании часто называют сорняком. В своей книге 1998 года «Дикий сад: выращивание плотоядных растений» Питер Д'Амато сообщил, что успешного выращивания можно добиться, если U. gibba плавает в небольшой чашке или миске, в заболоченном торфе или даже среди наполненных водой лотков с другими растениями. . Его также можно легко выращивать в аквариумах. [7] [13]