Арабідопсис Таля

Арабідопсис Таля
Арабідопсис Таля
Арабідопсис Таля

Арабідо́псис Та́ля, різушка Таля (Arabidopsis thaliana) — вид рослин роду арабідопсис родини капустових (Brassicaceae) або хрестоцвітих (Cruciferae); відомий модельний об’єкт досліджень у генетиці.

Таксономія і характеристика

Уперше цю рослину описав 1577 лікар і ботанік Й. Таль (1542–1583; Німеччина) під назвою Pilosella siliquosa minor. 1753 К. Лінней включив вид до роду гусимець (Arabis) і назвав на честь Й. Таля — Arabis thaliana L., майже за століття по тому, після відокремлення роду Arabidopsis від Sisymbrium увійшов до його складу. Уперше 1821 назву Arabidopsis (подібна до Arabis) використав О. П. Декандоль (1778–1841; Швейцарія), який переніс арабідопсис Таля у рід Sisymbrium і розглядав у складі секції Arabidopsis. 1842 ботанік Г. Хейнхолд (1800–1860; Німеччина) відокремив Arabidopsis від Sisymbrium і надав йому таксономічний ранг роду. Результати молекулярно-біологічних досліджень вказали на збірний характер роду Arabidopsis у його традиційному таксономічному обсязі. Як результат — 59 видів, які відносили до роду Arabidopsis, були розподілені між 14 іншими родами; 16 таксонів роду Cardaminopsis перенесли у рід Arabidopsis. 1907 уперше описано каріотип рослини Ф. Лайбахом (1885–1967; Німеччина) — засновником експериментальних досліджень арабідопсису Таля. 1943 ученим запропоновано використовувати вид модельним рослинним організмом, що здобуло визнання лише 1965 на першій конференції з дослідження арабідопсису в м. Геттінгені (Німеччина).

Особливості будови

Однорічник, ефемер. Стебла (2) 8–35 (50) см заввишки, тонкі, прямі, прості або галузисті від основи та по всій довжині, внизу опушені простими довгими волосками, вгорі — майже голі. Більшість листків зібрано в прикореневу розетку, 0,8–4,5 × 0,2–1,5 см. Листки від оберненояйцеподібних до еліптичних, короткочерешкові, цілокраї або різною мірою зубчасті; опушені дво- та трироздільними на ніжках і простими (здебільшого по краю) волосками; стеблові — нечисленні, 0,4–2,5 × 0,1–1,0 см, майже сидячі, звужені до основи, довгасті, ланцетоподібні або вузькоеліптичні, цілокраї чи віддалено-зубчасті. Суцвіття — проста китиця без приквітників, при плодах видовжена до 4–15 см. Квітконіжки відхилені, тонкі, 4–10 (15) мм завдовжки. Структура квітки типова для капустових. Квітки дрібні. Чашолистки 1,0–2,5 мм завдовжки, зелені із білою облямівкою по краю, голі або вгорі розсіяно опушені простими волосками. Пелюстки 2–3 мм завдовжки, білі, видовжено-оберненояйцеподібні, поступово звужені в короткий нігтик. Тичинки з широкими, 1,5–2,0 мм завширшки, нитками; пиляки овальні, 0,3 мм завдовжки. Плід — стручок. Стручки (6) 10–20 × 0,5–0,8 мм, спочатку косо догори спрямовані, потім дугоподібні, голі, циліндричні, трохи дорзовентрально стиснуті, вузькоперетинчасті; стовпчик тонкий, до 0,5 мм завдовжки. Насінини еліпсоїдні, червонувато-коричневі, трохи блискучі із дрібно-горбистою поверхнею, 0,4–0,7 × 0,3 мм; ослизнюються після зволоження. Зародок спинкокорінцевий. Хромосомне число 2n = 10.

Поширення та екологія

Природний ареал арабідопсису Таля — Європа, Північна Африка та Південно-Західна Азія, також альпійська зона тропічної Африки; вид занесений і натуралізувався (див. Натуралізація) на всіх континентах за виключенням Антарктики. В Україні майже в усіх регіонах трапляється звичайно, в Карпатах і Степу — зрідка. Рослини характерні для світлих лісів, скелястих відслонень, осипищ, засолених пісків, а також для антропогенно трансформованих біотопів — узбіч доріг, залізничних насипів, перелогів, полів, рудеральних місць, селітебних та урбанізованих територій. В Україні квітує у квітні — на початку травня.

Використання

Особливості, що властиві арабідопсисові Таля вперше зробили рослини ідеальною модельною системою експериментальної біології. Серед них:

Відповідно до бази даних BIOSIS [«Томсон Рейтерс» («Thomson Reuters»)], за 50 років (1965–2015) арабідопсис Таля використовували як модель у 406 біологічних аспектах. Серед них —

  • генетика (дослідження мутагенезу, функцій генів, розробка технологій редагування геному);
  • клітинна біологія (біосинтетичні ферменти, цитоскелет і полярність рослинних клітин);
  • онтогенез (моделювання генної регуляторної мережі в клітинах і тканинах);
  • фітогормонологія (механізм передачі гормонів);
  • дослідження імунної системи рослин, реакція на абіотичний стрес;
  • дослідження, ідентифікація й клонування транспортних генів, метаболізм крохмалю, біохімічні механізми синтезу клітинної стінки, епігенетика й епігеноміка (паралогічні гени з частково перекритими функціями, епігенетичні механізми активації генів, динаміка епігенома у відповідь на ендогенний чи екзогенний сигнали під час розвитку й росту);
  • дослідження експресії генів у просторі й часі, розроблення моделей адаптації до змін клімату тощо.

Значення

Арабідопсис Таля — перша рослина, у якої 2000 повністю розшифрований геном. Молекулярно-біологічні дослідження виду продовжуються для розроблення нових біотехнологій, зокрема мережевого моделювання генів арабідопсису Таля, аналізу дигіталізованих зображень, визначення функцій всіх генів, що поповнить біологію рослин новими знаннями, може революціонізувати фундаментальну науку про рослини і буде використано в дослідженнях сільськогосподарських культур, застосовано в скринінгу сировини для отримання біомаси.

Додатково

Для міжнародного об’єднання зусиль з вивчення арабідопсису і створення ресурсної колекції генотипів виду 1964 створено інформаційну службу «Arabidopsis Information Service» (існувала до 1990), на початку 1990-х — Біологічний Ресурсний Центр Арабідопсис (Arabidopsis Biological Resource Center) і Ноттінгемський Фондовий Центр Арабідопсис (Nottingham Arabidopsis Stock Centre). 2002–2019 за підтримки Американського товариства біологів рослин існувало періодичне видання «The Arabidopsis Book (TAB)» для поширення сучасної вичерпної інформації щодо широкого кола досліджень арабідопсису Таля та споріднених видів. Важливим фактором була фінансова підтримка досліджень анабідопсису національними агенствами та фондовими вкладами товариства «Arabidopsis». 2014 розпочато фінансування Національним науковим фондом (National Science Foundation, NSF) координації і підготовки досліджень («Arabidopsis Research and Training for the 21st Century (ART‐21)»).

Література

  1. Al-Shehbaz I. A., O’Kane Jr. S., Price R. A. Generic Placement of Species Excluded From Arabidopsis (Brassicaceae) // Novon. 1999. № 9 (3). P. 296–307.
  2. Meyerowitz E. M. Prehistory and History of Arabidopsis research // Plant Physiology. 2001. № 125 (1). P. 15–19.
  3. Al-Shehbaz I. A., O’Kane Jr. S. Taxonomy and Phylogeny of Arabidopsis (Brassicaceae) // The Arabidopsis Book. 2002. № 1. P. 1–22. URL: https://bioone.org/journals/The-Arabidopsis-Book/volume-2002/issue-1/tab.0001/Taxonomy-and-Phylogeny-of-Arabidopsis-Brassicaceae/10.1199/tab.0001.full
  4. Ільїнська А. П., Дідух Я. П., Бурда Р. І. та ін. Екофлора України : в 6 т. Київ : Фітосоціоцентр, 2007. Т. 5. 584 с.
  5. Provart N., Alonso J., Assmann S. et al. 50 Years of Arabidopsis Research: Highlights and Future Directions // New Phytologist. 2016. № 209 (3). P. 921–944.

Автор ВУЕ

А. П. Ільїнська


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Ільїнська А. П. Арабідопсис Таля // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Арабідопсис Таля (дата звернення: 24.09.2021).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
03.03.2021

Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ