Род цветковых растений
Arabidopsis ( роккресс ) — род семейства капустных . Это небольшие цветковые растения, родственные капусте и горчице . Этот род представляет большой интерес, поскольку содержит кресс Таля ( Arabidopsis thaliana ), один из модельных организмов, используемых для изучения биологии растений, и первое растение, у которого был полностью секвенирован геном. Изменения в кресс Таля легко наблюдать, что делает его очень полезной моделью.
Статус
В настоящее время род Arabidopsis насчитывает девять видов и еще восемь подвидов. Это разграничение произошло совсем недавно и основано на морфологических и молекулярных филогениях О'Кейна и Аль-Шехбаза [1] [2] и других.
Их выводы подтверждают, что виды, ранее включенные в Arabidopsis, сделали его полифилетическим . Последняя переклассификация перемещает два вида, ранее включенных в Cardaminopsis и Hylandra , и три вида Arabis в Arabidopsis , но исключает 50, которые были перемещены в новые роды Beringia, Crucihimalaya , Ianhedgea , Olimarabidopsis и Pseudoarabidopsis .
Все виды Arabidopsis являются коренными жителями Европы , а два вида имеют обширные ареалы, простирающиеся также на территорию Северной Америки и Азии .
За последние два десятилетия Arabidopsis thaliana вызвал большой интерес у научного сообщества как модельный организм для исследований по многочисленным аспектам биологии растений. Arabidopsis Information Resource (TAIR) — это курируемый онлайн-источник информации для исследований генетики и молекулярной биологии Arabidopsis thaliana , а The Arabidopsis Book [3] — это онлайн-сборник приглашенных глав по биологии Arabidopsis thaliana . (Обратите внимание, что с 2013 года дальнейшие главы публиковаться не будут.) В Европе центром ресурсов модельных организмов для Arabidopsis thaliana по зародышевой плазме , биоинформатике и молекулярной биологии (включая GeneChips) является Nottingham Arabidopsis Stock Centre (NASC), в то время как в Северной Америке услуги по зародышевой плазме предоставляются Arabidopsis Biological Resource Center (ABRC), базирующимся в Университете штата Огайо . Система заказов для ABRC была включена в базу данных TAIR в июне 2001 года, в то время как NASC всегда (с 1991 года) имел собственную систему заказов и браузер генома.
В 1982 году экипаж советской космической станции «Салют-7» вырастил несколько Arabidopsis, став, таким образом, первыми растениями, которые зацвели и дали семена в космосе . Продолжительность их жизни составляла 40 дней. [4] Семена Arabidopsis thaliana были доставлены на Луну на посадочном модуле «Чанъэ-4» в 2019 году в рамках студенческого эксперимента. По состоянию на май 2022 года Arabidopsis thaliana успешно выращивается в образцах лунной почвы. [5]
Род Arabidopsis очень похож на род Boechera .
Список видов и подвидов
- Arabidopsis arenicola (Richardson ex Hook. ) Al-Shehbaz, Elven, DF Murray & SI Warwick — Арктический каменный кресс ( Гренландия , Лабрадор , Нунавут , Квебек , Онтарио , Манитоба , Саскачеван )
- Arabidopsis arenosa (L.) Lawalrée — кресс-салат песчаный.
- A. arenosa subsp. arenosa (Европа: аборигенный вид в Австрии, Беларуси, Боснии и Герцеговине, Болгарии, Хорватии, Чехии, северо-восточной Франции, Германии, Венгрии, северной Италии, Латвии, Литве, Македонии, Польше, Румынии, Словакии, Словении, Швейцарии и Украине; натурализован в Бельгии, Дании, Эстонии, Финляндии, Нидерландах, Норвегии, России и Западной Сибири, а также в Швеции; отсутствует в Албании, Греции, Центральной и Южной Италии и Турции)
- A. arenosa subsp. borbasii (Восточная Бельгия, Чешская Республика, Северо-Восточная Франция, Германия, Венгрия, Польша, Румыния, Словакия, Швейцария, Украина, сомнительно встречается в Дании)
- Arabidopsis cebennensis ( DC. ) (Юго-Восточная Франция )
- Arabidopsis croatica ( Schott ) ( Босния , Хорватия )
- Arabidopsis halleri (L.)
- A. halleri subsp. halleri (Австрия, Хорватия, Чешская Республика, Германия, Северная и Центральная Италия, Польша, Румыния, Словакия, Словения, Швейцария и Южная Украина. Вероятно, завезен в Северную Францию и вымер в Бельгии)
- A. halleri subsp. ovirensis (Wulfen) (Албания, Австрия, северо-восточная Италия, Румыния, Словакия, Словения, юго-запад Украины, Югославия)
- A. halleri subsp. gemmifera ( Matsumura ) (Дальний Восток России, северо-восточный Китай, Корея, Япония и Тайвань)
- Arabidopsis lyrata (L.) O'Kane & Al-Shehbaz — песчаный кресс
- A. lyrata subsp. lyrata (северо-восток европейской части России, Аляска, Канада (Онтарио на запад до Британской Колумбии), а также юго-восток и центр США (Вермонт на юг до северной Джорджии и Миссисипи на север до Миссури и Миннесоты))
- A. lyrata subsp. petraea (Linnaeus) O'Kane & Al-Shehbaz (Австрия, Чешская Республика, Англия, Германия, Венгрия, Исландия, Ирландия, Северная Италия, Норвегия, Россия (северо-запад России, Сибирь и Дальний Восток), Шотландия, Швеция, Украина, бореальная часть Северной Америки (Аляска и Юкон ). По-видимому, вымер в Польше)
- A. lyrata subsp. kamchatica (Fischer ex DC) O'Kane & Al-Shehbaz (бореальная Аляска, Канада (Юкон, округ Маккензи, Британская Колумбия, северный Саскачеван), Алеутские острова, восточная Сибирь, российский Дальний Восток, Корея, северный Китай, Япония и Тайвань)
- Arabidopsis neglecta ( Schult. ) ( Карпаты (Польша, Румыния, Словакия и прилегающая Украина))
- Arabidopsis pedemontana ( Boiss. ) (северо-западная Италия и предположительно вымерший в соседней юго-западной Швейцарии)
- Arabidopsis suecica ( Fries ) Norrlin (Фенноскандинавия и Прибалтика)
- Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. — Кресс-салат Таля (местный ареал — почти вся Европа до Центральной Азии, в настоящее время натурализовался по всему миру)
Переклассифицированные виды
Следующие виды, ранее относимые к Arabidopsis, в настоящее время не считаются частью этого рода.
- A. bactriana → Dielsiocharis bactriana
- A. brevicaulis → Crucihimalaya himalaica
- A. bursifolia → Beringia bursifolia
- A. campestris → Круцигималайя wallichii
- A. dentata → Murbeckiella pinnatifida
- A. drassiana →
- A. erysimoides → Erysimum hedgeanum
- A. eseptata → Olimarabidopsis umbrosa
- A. gamosepala → Neotorularia gamosepala
- A. glauca → Thellungiella salsuginea
- A. griffithiana → Olimarabidopsis pumila
- A. himalaica → Crucihimalaya himalaica
- A. huetii → Murbeckiella huetii
- A. kneuckeri → Crucihimalaya kneuckeri
- А. коршинский → Olimarabidopsis cabulica
- A. lasiocarpa → Круцихималая lasiocarpa
- A. minutiflora → Ianhedgea minutiflora
- A. mollis → Beringia bursifolia
- A. mollissima → Crucihimalaya mollissima
- A. monachorum → Crucihimalaya lasiocarpa
- A. mongolica → Crucihimalaya mongolica
- A. multicaulis → Arabis tibetica
- A. novae-anglicae → Neotorularia humilis
- A. nuda → Drabopsis nuda
- A. ovczinnikovii → Crucihimalaya mollissima
- A. parvula → Thellungiella parvula
- A. pinnatifida → Murbeckiella pinnatifida
- A. pumila → Olimarabidopsis pumila
- A. qiranica → Sisymbriopsis mollipila
- A. richardsonii → Neotorularia humilis
- A. russeliana → Круцигималайя wallichii
- A. salsugineum → Эутрема сальсугинская
- A. sarbalica → Круцигималайя wallichii
- A. schimperi → Робеския шимпери
- A. stenocarpa → Beringia bursifolia
- A. stewartiana → Olimarabidopsis pumila]]
- A. stricta → Crucihimalaya stricta]]
- A. taraxacifolia → Круцигималайя валличи
- A. tenuisiliqua → Arabis tenuisiliqua
- A. tibetica → Crucihimalaya Himalaica
- A. tibetica → Arabis tibetica
- A. toxophylla → Псевдоарабидопсис тохофилла
- A. trichocarpa → Neotorularia humilis
- A. trichopoda → Beringia bursifolia
- A. tschuktschorum → Берингия мешколистная
- A. tuemurnica → Neotorularia humilis
- A. verna → Drabopsis nuda
- A. virgata → Beringia bursifolia
- A. wallichii → Crucihimalaya wallichii
- A. yadungensis →
Цитогенетика
Цитогенетический анализ показал, что гаплоидное число хромосом (n) является изменчивым и варьируется у разных видов в пределах рода: [6]
A. thaliana имеет n=5 [7] , и секвенирование ДНК этого вида было завершено в 2001 году. A. lyrata имеет n=8, но некоторые подвиды или популяции являются тетраплоидными. [8] Различные подвиды A. arenosa имеют n=8, но могут быть как 2n (диплоидными), так и 4n (тетраплоидными). [9] A. suecica имеет n=13 (5+8) и является амфидиплоидным видом, возникшим в результате гибридизации между A. thaliana и диплоидным A. arenosa . [10]
A. neglecta имеет n=8, как и различные подвиды A. halleri . [9]
По состоянию на 2005 год цитологические исследования A. cebennensis , A. croatica и A. pedemontana не проводились.
Ссылки
- ^ О'Кейн, Стив Л.; Аль-Шехбаз, Ихсан А. (1997). «Краткий обзор Arabidopsis (Brassicaceae)». Новон . 7 (3): 323. дои : 10.2307/3391949. JSTOR 3391949.
- ^ О'Кейн, Стив Л.; Аль-Шехбаз, Ихсан А. (2003). «Филогенетическое положение и родовые границы Arabidopsis (Brassicaceae) на основе последовательностей ядерной рибосомальной ДНК». Annals of the Missouri Botanical Garden . 90 (4): 603. doi :10.2307/3298545. JSTOR 3298545. S2CID 85316468.
- ^ "The Arabidopsis Book". Американское общество биологов растений . 2019-04-13 . Получено 2021-08-14 .
- ^ "Первый вид растения, зацветший в космосе". Книга рекордов Гиннесса . Получено 10.03.2017 .
- ^ Китер, Билл (2022-05-12). «Ученые выращивают растения в лунной почве». NASA . Получено 2022-05-13 .
- ^ Аль-Шехбаз, Ихсан А.; О'Кейн-младший, Стив Л. (2002). «Таксономия и филогения Arabidopsis (Brassicaceae)». Книга Arabidopsis. Том 1. Том 1. Американское общество биологов растений. стр. e0001. doi :10.1199/tab.0001. PMC 3243115. PMID 22303187 .
- ^ Лысак, М. А.; Берр, А.; Печинка, А.; Шмидт, Р.; МакБрин, К.; Шуберт, И. (2006). «Механизмы сокращения числа хромосом у Arabidopsis thaliana и родственных видов Brassicaceae». Труды Национальной академии наук . 103 (13): 5224–5229. Bibcode : 2006PNAS..103.5224L. doi : 10.1073/pnas.0510791103 . PMC 1458822. PMID 16549785 .
- ^ Дарт, Сара; Крон, Пол; Мейбл, Барбара К (2004). «Характеристика полиплоидии у Arabidopsis lyrata с использованием подсчета хромосом и проточной цитометрии». Канадский журнал ботаники . 82 (2): 185. doi :10.1139/b03-134.
- ^ ab Joly, Simon; Schmickl, Roswitha; Paule, Juraj; Klein, Johannes; Marhold, Karol; Koch, Marcus A. (2012). "Эволюционная история комплекса Arabidopsis arenosa: разнообразные тетраплоиды скрывают западнокарпатский центр видов и генетического разнообразия". PLOS ONE . 7 (8): e42691. Bibcode :2012PLoSO...742691S. doi : 10.1371/journal.pone.0042691 . ISSN 1932-6203. PMC 3411824 . PMID 22880083.
- ^ Якобссон, Маттиас; Хагенблад, Дженни; Таваре, Симон; Салл, Торбьёрн; Халлден, Кристер; Линд-Халден, Кристина; Нордборг, Магнус (2006). «Уникальное недавнее происхождение аллотетраплоидного вида Arabidopsis suecica: данные по маркерам ядерной ДНК». Молекулярная биология и эволюция . 23 (6): 1217–31. дои : 10.1093/molbev/msk006 . ПМИД 16549398.
Дальнейшее чтение
- Аль-Шехбаз, IA, О'Кейн, Стив Л. (2002). Таксономия и филогения Arabidopsis (Brassicaceae). Книга Arabidopsis : 1-22.
- Чеккато, Лука; Масьеро, Симона; Синха Рой, Дола; Бенчивенга, Стефано; Ройг-Вилланова, Ирма; Дитенгу, Франк Анисет; Пальме, Клаус; Саймон, Рюдигер; Коломбо, Люсия (17 июня 2013 г.). Гребе, Маркус (ред.). «Материнский контроль PIN1 необходим для развития женского гаметофита у арабидопсиса». ПЛОС ОДИН . 8 (6): e66148. дои : 10.1371/journal.pone.0066148. ISSN 1932-6203. ПМЦ 3684594. ПМИД 23799075.
- О'Кейн младший, СЛ, и Аль-Шехбаз, IA (1997). Краткий обзор Arabidopsis (Brassicaceae): Novon 7: 323–327.
- О'Кейн младший, С. Л., и Аль-Шехбаз, И. А. (2003). Филогенетическое положение и родовые границы Arabidopsis (Brassicaceae) на основе последовательностей ядерной рибосомной ДНК: Annals of the Missouri Botanical Garden 90 (4): 603–612.
- «Книга об арабидопсисе». Американское общество биологов растений . 2019-04-13 . Получено 2021-08-14 .(Обратите внимание, что в 2013 году ASPB решила прекратить публикацию новых глав.)