Клоповник полевой
Клоповник полевой (Lepidium campestre) — двулетнее травянистое растение, принадлежащее к семейству Капустные (Brassicaceae). Рассматривается как перспективная масличная культура, а также в качестве покровной и промежуточной культуры для устойчивого земледелия.
- Систематическое положение
Вид Lepidium campestre входит в род Клоповник (Lepidium) семейства Капустные (Brassicaceae). Это диплоидное растение с соматическим числом хромосом 2n=16. Хотя клоповник полевой является самоплодным двулетником, существуют его многолетние родственные виды — L. heterophyllum и L. hirtum, также диплоидные (2n=16), способные образовывать жизнеспособные гибриды с L. campestre.
- Морфологические особенности
Растение отличается высокой семенной продуктивностью. Масса его семян составляет около половины массы семян рапса. По жизненному циклу вид является двулетним, однако ведутся работы по созданию многолетних форм путём скрещивания с многолетними родственными видами. Клоповник полевой обладает выдающейся зимостойкостью, что позволяет выращивать его в холодных регионах, где рапс не всегда применим. Цветение и переход к генеративной фазе контролируются системой яровизации; у L. campestre идентифицированы ортологи ключевых генов, регулирующих эти процессы (FLC, FRI, VIN3, VRN1, VRN2 и другие).
- Хозяйственное значение
L. campestre считается перспективным источником растительного масла, основными компонентами которого являются линолевая и эруковая кислоты. Урожайность семян может превышать 4500 кг/га. Помимо получения масла, растение предлагается использовать как подсевную покровную и промежуточную культуру: его подсевают к яровым зерновым, после уборки которых оно продолжает вегетацию, защищая почву от эрозии и вымывания питательных веществ, а на второй год его убирают для получения масла. Глубокая корневая система многолетних родственных видов позволяет ожидать, что у многолетних форм клоповника она будет способствовать снижению потребности в гербицидах и улучшению структуры почвы. Культура демонстрирует устойчивость к рапсовому цветоеду.
- Генетика и особенности генома
Геном L. campestre характеризуется высокой степенью синтении с геномом Arabidopsis thaliana, что делает сравнительную геномику эффективным инструментом для поиска генов, отвечающих за ценные агрономические признаки. С помощью анализа RAD-последовательностей и пиросеквенирования у клоповника полевого были обнаружены гомологи 30 генов, участвующих в яровизации, сроках цветения, устойчивости к стрессам, содержании и качестве масла, устойчивости к патогенам и покое семян. Уровень гомологии кодирующих последовательностей этих генов по сравнению с A. thaliana варьирует от 81 до 98%. Внутри вида L. campestre выявлено 34 полиморфных сайта в частичных последовательностях 13 генов, из которых 16 расположены в предсказанных кодирующих областях, а 9 являются несинонимичными. Наибольшее число полиморфизмов обнаружено в генах, связанных с цветением и яровизацией (FLC, FRI, MAF2, MAF5), а также с растрескиванием стручков (SHP1). В генах, определяющих содержание и состав масла (FAD2, KCS8, WRI1), отмечены единичные несинонимичные замены и индели. Филогенетический анализ 24 генотипов клоповника полевого из различных регионов Европы не выявил чёткой географической структуры популяций, что согласуется с высокой степенью самоопыления.
- Селекция и одомашнивание
Одомашнивание L. campestre ведётся с использованием как традиционной гибридизации, так и методов генетической инженерии (разработаны протоколы трансформации), однако в Европе предпочтение отдаётся скрещиванию из-за ограничений на выращивание генетически модифицированных растений. Выявленные полиморфизмы в генах, отвечающих за признаки «синдрома доместикации» (устойчивость к осыпанию семян, уменьшение покоя семян, увеличение числа семян), могут быть использованы для ускорения селекции с помощью ДНК-маркеров. Гибридизация между L. campestre и L. heterophyllum уже позволила получить гибридные формы, а анализ их генетического разнообразия помогает планировать скрещивания для закрепления многолетнего цикла развития и других ценных признаков.
- Примечания
- Литература
- На русском языке
- |всего страниц=601 |isbn=978-5-04-236124-1|УДК=502.211:582(476)(035)|ББК=28.59(4Бей)я2|ref=«Беларуская навука»}}
- На английском языке