Арабідопсис Таля на Землі та в космосі

Перегляди:  115 19.01.2022  


Арабідопсис Таля на Землі та в космосі

Різушка Таля або гусимка звичайна, відома ще як арабідопсис (лат. Arabidopsis thaliana, родина Капустяні) – однорічна, рідко дворічна, квіткова трав’яниста рослина, що походить з регіонів Євразії та Африки.

 

Сьогодні її можна зустріти практично на всіх континентах та в усіх кліматичних зонах, окрім хіба що зони багаторічної мерзлоти. Широко розповсюджена як бур’ян на пустирищах, пообіч доріг, колій, на залізничних насипах, непридатних землях, на полях, у громадських садах та інших відкритих територіях з сухим, пухким і відносно родючим піщаним ґрунтом. Часто є піонером в освоєнні скелястих, піщаних, вапняних ділянок, а також територій з порушеною екологією.


Перший опис арабідопсису з’явився в 1577 році. Його автором був німецький ботанік Йоханнес Таль (1542–1583), який дав рослині назву Pilosella siliquosa. А в 1753 році відомий шведський вчений-натураліст Карл Лінней (1707–1778) перейменував цю рослину на честь Таля, після чого вона стала відомою як Arabis thaliana.

 

Британський природодослідник Чарльз Олександр Джонс (1811–1874) у своїй популярній книзі «Flowers of the Field» згадує про арабідопсис як про зовсім непримітну культуру, що складається з розетки непоказного, сірувато-зеленого, іноді з пурпурним відтінком по краях, зубчастого листя і тонких, невисоких (5–30 см) розгалужених стебел. 

 

Арабідопсис

Під час цвітіння на їхніх верхівках утворюються дрібні, діаметром 2–4 мм, білі, чотирипелюсткові квіти, зібрані у щиткові суцвіття. Вночі або дощової погоди суцвіття нахиляються до землі, щоб вберегти пилок від вологи. Рослина самозапильна на 99%. Можливе також і перехресне запилення арабідопсису поодинокими бджолами, трипсами та іншими дрібними комахами, але через його мізерні розміри воно майже не трапляється.

 

Арабідопсис

Розвиток, цвітіння культури та дозрівання плодів відбувається переважно у квітні – травні, але, як типовий польовий бур’ян, арабідопсис може зростати й у інший час. Його коренева система складається з центрального стрижневого кореня, що сягає вглиб до 40 см, від якого утворюються тонші та дрібніші бічні корінці.

 

Коренева система утворює симбіоз з певними представниками ризосферних бактерій (Bacillus megaterium). Плід арабідопсису  стручок завдовжки 5–20 мм, всередині якого знаходяться від 20 до 30 шт. дрібних (завширшки близько 1 мм й завдовжки 1–2 мм) насінин циліндричної форми. 

 

Арабідопсис Таля

Арабідопсис – типовий представник ефемерів, його короткий життєвий цикл триває близько шести – восьми тижнів. Тобто за рік рослина може дати до 8 поколінь, кожне з яких утворює ронад 1000 насінин.

 

Найдивовижнішою властивістю арабідопсису є те, що його геном – один з найкоротших серед квіткових рослин і складає лише 157 Мbp (млн. пар нуклеотидів ДНК), а кількість пар хромосом дорівнює п’яти й містить приблизно 25 500 генів. 

 

Арабідопсис

Зважаючи на можливість вирощування рослини в невеликому, обмеженому просторі, завдяки його маленьким розмірам, арабідопсис є ідеальним матеріалом для досліджень з вивчення генетичної, клітинної та молекулярної біології квіткових рослин.

 

Його легко можна вирощувати в лабораторних умовах, використовуючи чашки Петрі та ультрафіолетове освітлення. За популярністю серед молекулярних біологів та вчених-генетиків арабідопсис успішно змагається з дрозофілою фруктовою та хатньою мишею, як їхній аналог у рослинному світі.

 

Онтогенез арабідопсису

Ботаніки й біологи розпочали дослідження Arabis thaliana на початку 1900-х років, а перший систематичний опис мутуючих форм рослини з’явився в 1945 році. У 1956 році генетик Джоржд Редей представив у США цю рослину для генетичних наукових пошуків. Німецький ботанік Фрідріх Лайбах разом зі студентами продовжив дослідження з цією рослиною в Європі, а вчений Джон Лангрідж з Австралійського національного університету та німецький вчений-агроном, генетик Герхард Ребеллен також обрали арабідопсис як об’єкт для вивчення у своїх тезових проектах. 

 

Геном арабідопсису

У 1965 році, в Ґетінґені (Німеччина) відбулась перша міжнародна наукова конференція за результатами вивчення арабідопсису. І вже з 1980-х років рослина широко використовується в дослідницьких лабораторіях у всьому світі. Серед можливих претендентів на роль генетичної моделі, що включали такі культури як кукурудза, тютюн і петунія, перевагу надали арабідопсису Таля.

 

Неабиякий успіх рослини в якості генетичного модельного об’єкту датується 1986-м роком, коли було зроблено опис трансформації, пов’язаної з Т-ДНК та отриманий перший клонований ген Arabis thaliana. Численні досліди з арабідопсисом завершились численними відкриттями у придбанні знань про механізм підвищення стійкості рослин до різноманітних захворювань.

 

 


 

Арабідопсис став першою рослиною, геном якої був повністю секвенований, тобто була повністю визначена послідовність нуклеотидів у молекулі ДНК (2000 р.). Проте, найдивовижнішим фактом, пов’язаним з цією культурою, є те, що арабідопсис виявився першою рослиною, вирощеною в космосі, в умовах відсутності гравітації.

 

У 1982 році на борту космічної орбітальної станції «Салют-7» з узятого на Землі насіння арабідопсису вдалося отримати повноцінну рослину, яка після цвітіння дала нове насіння кількостю 200 шт. і повністю завершила свій життєвий цикл за період, рівний 40 добам.


Нині на Міжнародних орбітальних станціях Європейського космічного агентства продовжуються поточні дослідження Arabis thaliana з метою вивчення зростання та розмноження рослин в умовах мікрогравітації, їх реакцію на світлові та гравітаційні фактори. Ці нові знання допоможуть розширити можливості та вдосконалити технології вирощування різних культур, зокрема й сільськогосподарських, з метою підвищення їхньої врожайності в умовах Землі та космосу.



Поділитись в соцмережах:


Текст сообщения:

*

*