Wahrscheinlich sind Sie schon auf die berühmte Ackerschmalwand gestoßen, Arabidopsis thaliana wenn Sie pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichungen verfolgen. Dieses kleine Unkraut stammt aus der Familie der Senfgewächse (Brassicaceae) und wächst im Vergleich zu Nutzpflanzenarten schnell in Gewächshäusern und ist für molekulare Studien einfach zu verwenden. Arabidopsis ist daher ein „Modell“-Organismus (dh er kann als Modell für andere Arten verwendet werden) und viele Entdeckungen wurden zuvor auf Botany One in Bezug auf solche hervorgehoben Samenkeimung, Nährstoffaufnahme und Dürre, Salz, Gedächtnisverlust und Demenz (z.B. Alzheimer) erhöhen Widerstand.
Cesarino und seine sechs Kollegen aus Brasilien, Italien, Deutschland, Australien und Saudi-Arabien untersuchten, wie Pflanzenwissenschaftler von der Untersuchung von Modellorganismen profitiert haben, und führten neue Pflanzenarten ein, die die zukünftigen Modellarten sein könnten.
Die Forscher schreiben Annals of Botany, "…[Wir werden diskutieren Marchantia polymorpha als Modell zur Untersuchung der Evolution von Landpflanzen, Setaria viridis als Modell für C4-Photosynthese und Biomasse-Resistenz, Phragmites australis für invasive Pflanzen, Striga hermonthica für Pflanzenparasitismus, Eutrema salugineum für Salztoleranz und Cardamine behaart für vergleichende Entwicklungsstudien.“
Dr. Marc Somssich von der University of Melbourne über die Geschichte von Arabidopsis geschrieben und Dr. Igor Cesarino von der Universität von São Paulo hat erforscht Setaria viridis und Gene, die an der Lignifizierung beteiligt sind.Dr. Raffaele Dello Ioio von der Università di Roma La Sapienza hat eine frühere Veröffentlichung zum Thema „How“ mitverfasst Cardamine behaart kann als Modell für die Evolution der morphologischen Vielfalt verwendet werden. Wenn Sie diese Arten noch nicht kennen, lassen Sie mich sie basierend auf vorstellen Cesarino und Kollegenbewertung.
1. Marchantia polymorpha
Das gemeine Leberblümchen, Marchantia polymorpha durchliefen eine langsame molekulare Evolution und bewahrten den größten Teil ihrer genetischen Ausstattung, ähnlich dem gemeinsamen Vorfahren der Landpflanzen. Da es einen Lebenszyklus von drei Monaten hat, bietet es die Möglichkeit, die Pflanzenevolution relativ schnell zu untersuchen. Genom-Assemblies, Transformationsprotokolle sind in den letzten Jahrzehnten entstanden.
2. Cardamine behaart
Die Haarige Bitterkresse, Cardamine behaart ist eine Arabidopsis gleich aussehende Pflanze, aber mit zusammengesetzten Blättern, Trichomen, Wurzelhaaren und explodierenden Schoten. Es wich vor etwa 14 Millionen Jahren ab A. thaliana aber mehr Entwicklungsmechanismen, die seine Morphologie bestimmen, können mit dieser Pflanze erforscht werden. Es hat einen Lebenszyklus von drei bis vier Monaten und ein kleines diploides Genom (196 MB). Genom- und Transkriptom-Datensätze sind verfügbar und es wurden mehrere Transformationsmethoden dafür etabliert.
3. Setaria viridis
Der grüne Fuchsschwanz, Setaria viridis ist eine gemeinsame C4 Gras, das zum Schwesterstamm der Andropogoneae gehört, zu dem Mais, Sorghum und Zuckerrohr gehören. Sie ist der wilde Vorfahre der Getreideart Kolbenhirse und hat einen Lebenszyklus von sechs bis acht Wochen. Es kann zur Erforschung der C4-Photosynthese, der Domestizierung von Nutzpflanzen und der Produktion von Biokraftstoffen verwendet werden. Seine Konkurrenz ist die Modellart, Brachypodium distachyon, ein C3-Gras. Genom-Assemblies sind verfügbar und es wurden molekulare Protokolle dafür erstellt.
4. Eutrema salugineum
Die Salzkresse, Eutrema salugineum ist ein Halophytikum (salztolerant) Arabidopsis gleich aussehende Pflanze. Das Verständnis der Mechanismen seines Überlebens bei extremem Salzgehalt, Dürre und Frost könnte dazu beitragen, widerstandsfähigere Pflanzen zu züchten. Es hat einen Lebenszyklus von zwei bis drei Monaten und EMS-Mutagenese kann darin durchgeführt werden. Mehrere Genomanordnungen und Transkriptom-Datensätze wurden zuvor gemeldet.
5. Striga hermonthica
Das Hexenkraut, Striga hermonthica ist eine weit verbreitete parasitäre Pflanze, die sich von einkeimblättrigen Pflanzen (z. B. Reis, Mais, Hirse, Sorghum) ernährt. Die Pflanze kann in Wachstumskammern gezüchtet werden, ihren Lebenszyklus in drei bis vier Monaten abschließen und in Labors und auf Agarplatten an der Wirtspflanze befestigt werden. A Referenzgenom vorhanden ist und sein kann durch die Agro-Drench-Methode transformiert.
6. Phragmites australis
Das gemeine Schilf, Phragmites australis Schilfrohr ist ein weit verbreitetes, mehrjähriges Gras, das in vielen verschiedenen Umgebungen wie Salzwiesen und Trockengebieten gedeiht. Es hat sich seit dem 1800. Jahrhundert von Nordamerika über die USA bis nach Kanada ausgebreitet und kann zur Modellierung von Invasionsbiologie, phänotypischer Plastizität und zur Überprüfung der Hypothesen der „großen Genombeschränkung“ und der „Feindfreisetzung“ verwendet werden. Das Schilfrohr lässt sich leicht über Ausläufer und Rhizome vermehren und kann innerhalb von fünf Monaten eine Höhe von zwei Metern erreichen. Obwohl kein vollständiges Genom verfügbar ist, Plastidengenom und Transkriptom-Datensätze stehen zusammen mit Transformationsprotokollen zur Verfügung.
7. Pisum sativum
Zu guter Letzt die Erbse, Pisum sativum, ist seit Mendel berühmt, aber überraschend wenig Forschung konzentriert sich auf Erbsen, da sie ein großes, kompliziertes Genom haben. Es ist überraschend, dass das Erbsengenom nur gewesen ist im Jahr 2019 zusammengebaut aber es kann Wissenschaftlern jetzt ermöglichen, von den Modell-Leguminosenarten abzuweichen Medicago truncatula und Lotus japonica, die keine Samenpflanzen sind. Der Lebenszyklus der Erbse dauert acht bis zwölf Wochen und kann problemlos im Freiland, in Gewächshäusern und Wachstumskammern angebaut werden, um Entwicklungsprozesse (z. B. Steuerung der Blütezeit, zirkadiane Rhythmen) und Domestikation der Pflanzen zu untersuchen. Über 6,000 Akzessionen sind im verfügbar USDA Nationales Pflanzenkeimplasmasystem und mehrere Transformationen wurden veröffentlicht.
Cesarino und Kollegen kommen zu dem Schluss, dass „das XNUMX. und XNUMX. Jahrhundert hauptsächlich durch die Verwendung von Nicht-Modell-Pflanzenmodellen zur Untersuchung landwirtschaftlich relevanter oder phänotypisch interessanter Merkmale definiert wurde“ und „Mit der Verfügbarkeit neuer ‚Omics'-Tools werden neue Pflanzenmodelle hinzugefügt unsere Sammlung in einer beispiellosen Geschwindigkeit, und alte Nicht-Modell-Anlagenmodelle werden in vielerlei Hinsicht zu einem angemessenen Modellsystemstatus erhoben“.
Dieser umfassende Überblick zeigt, wie weniger bekannte Pflanzen Wissenschaftlern helfen könnten, verschiedene Evolutionsmechanismen, Stresstoleranz, Entwicklungsmechanismen und Domestizierung von Kulturpflanzen zu verstehen. Es könnte auch einige Pflanzenwissenschaftler dazu inspirieren, ihre Kräuter aufzupeppen Arabidopsis Forschung!
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