丝叶狸藻
丝叶狸藻
| |
|---|---|
| |
| 丝叶狸藻的花 | |
科学分类 
| |
| 界： | 植物界 Plantae |
| 演化支： | 维管植物 Tracheophyta |
| 演化支： | 被子植物 Angiosperms |
| 演化支： | 真双子叶植物 Eudicots |
| 演化支： | 菊类植物 Asterids |
| 目： | 唇形目 Lamiales |
| 科： | 狸藻科 Lentibulariaceae |
| 属： | 狸藻属 Utricularia |
| 种： | 丝叶狸藻 U. gibba
|
| 二名法 | |
| Utricularia gibba L. (1753)
| |
丝叶狸藻[1]（学名：Utricularia gibba）为狸藻属多年生小型浮水食虫植物。其种加词“gibba”来源于“gibbus”，意为“峰，隆起”，指其膨大的花冠下唇。[2]丝叶狸藻分布范围广泛，主要存在于美洲及亚洲等地。[2]
丝叶狸藻已被列入新西兰《国家危害性植物协议》（New Zealand National Pest Plant Accord）防止其销售和散布。丝叶狸藻的基因组相对于其他植物而言非常小，但其仍具有正常的基因数量。��据DNA序列分析显示，其非编码DNA仅占基因组的3%。
形态特征
[编辑]
丝叶狸藻为小型至中型水生植物。其多浮于浅水中，但若基部有所依附则更容易开花。其匍匐茎多分支，且呈丝状。匍匐茎长约20厘米，直径0.2至1毫米。其叶分散于匍匐茎上，长0.5至1.5厘米，存在1至8个指向末端的二分叉分支，通常不超过4个。捕虫囊位于叶分支的末端。捕虫囊为卵形，具短柄，长1至2.5毫米，顶部主要存在2个刚毛状分支附属物，而囊口周围存在一些较小的附属物。该附属物是触发捕虫囊释放真空的结构。[3]
丝叶狸藻的花序直立，高出水面约20厘米，闭花受精。花序可具1至12朵花，常为2至6朵。花为黄色，存在红棕色的纹路。花分为上下两唇，上唇几乎为圆形，略分为三叶；下唇略小，亦为圆形；中部喉凸膨大。距为狭圆锥形或圆柱形，向下弯曲，长短不一，既可短于也可远长于下唇。其一年四季均可开花。[3]其花，特别是花冠大小不一，直径可为0.8厘米至1.5厘米。[4]
原生地
[编辑]丝叶狸藻分布广泛，存在于北美洲的美国（除了阿拉斯加州与洛矶山脉外）、加拿大；南美洲；中美洲；欧洲的西班牙；亚洲的大部分地区（包括中国、日本、新几内亚、以色列）；非洲的大部分地区；大洋洲的澳大利亚塔斯马尼亚州以及新西兰北岛。[3]
丝叶狸藻生长于池塘、湖泊或浅水的沟渠、水坑、沼泽、湿地中，其水体或静止或缓慢流动。其也可能生长于深水环境中，但除非有可支持花序的植被否则其不能开花。[3]原生水域常缺乏氮与磷。所以其通过捕虫囊捕获及消化小型水生动物来获取需要的矿质元素。[5]丝叶狸藻通常分布于低海拔地区，但也能在海拔达2500米的地区发现其踪影。[3]
基因组
[编辑]科学家在2013年完成了对丝叶狸藻基因组的测序工程。其基因组只含有8千2百万个碱基对，这相对于其他多细胞植物来说极为短小。[5]然而基因组容纳了整整2万8500个基因，这数量比基因组大得多的其他植物还要多。[5]相比其他植物来说，丝叶狸藻基因组含有的非编码DNA非常少。[6]丝叶狸藻只有3%的DNA非基因，而相比之下，人类的DNA有98.5%是非编码DNA。[7]大部分开花植物的基因主要是以反转录转座子组成的，但丝叶狸藻只有2.5%的DNA是反转录转座子。[5]该发现可能预示着非编码DNA（俗称垃圾DNA）并不是生物必须的。[8]参与这项研究的维克多·艾伯特（Victor Albert）表示：“至少对于一种植物而言，垃圾DNA真的只是垃圾，它不是必须的。”[7]研究基因组大小演变的T·莱恩·格雷戈里（T. Ryan Gregory）说：“这项研究进一步质疑了基因生物学对于大部分或所有DNA序列功能假定的简单化解释，却忽略了动植物间基因组大小的巨大差异。”[5]
丝叶狸藻与番茄在大约8千7百万年前从两者的共同祖先分离开来。之后这两种植物都经历了全基因组复制（WGD），使其DNA组倍增。[8]丝叶狸藻的基因组至少经过三次增大。[5]后来大部分无用的DNA都已消失了，但番茄并未如此，以致其基因组大小只有番茄的十分之一。[8]
与拟南芥相比，丝叶狸藻每个基因的内含子都较少，且其启动子的保守顺式转录调控元件也被压缩。最关键的基因都回到了单拷贝的状态。但丝叶狸藻的线粒体及叶绿体基因组并未出现类似其他被子植物的压缩。核DNA通过大量的微缺失及一些大型的重组缺失进行压缩。[6]据推测，在“马虎”的基因重组过程中，无用的序列随着时间的推移会被逐渐剔除。[5]丝叶狸藻整个核基因组存在大量GC序列，其被认为已建立起了一种倾向于缺失的分子机制，但这并不排除存在导致保持该缺失的选择压力。[6]节约能源或节约磷素的选择压力可能导致丝叶狸藻减少其核基因组大小。[5]丝叶狸藻形成捕虫囊是由于环境缺磷而非缺氮[6]，所以磷利用率的高低决定了在环境中的优势与否。先前已有证据说明更大的环境诱变量下会增加突变率，从而增加自然选择中缺失不必要的DNA的可能性，但没有证据说明该现象存在于丝叶狸藻及拟南芥的相对突变多样性中。[6]
科学家猜想，基因重组过程导致无用的基因内容随时间而被剔除。[5]
种植方法
[编辑]丝叶狸藻是一种容易生长的水生狸藻，其在园艺栽培中常被视为杂草。在彼得·达马托1998年出版的《野性花园：食虫植物栽培》中建议将丝叶狸藻种植于一个小型的杯子或碗中。其中需放入泥炭或其他水生植物，并灌满水。[4][9]
参考文献
[编辑]- ^ 夏洛特. 食蟲植物觀賞&栽培圖鑑. 商周出版. 2007: 222. ISBN 978-986-124-850-9.
- ^ 2.0 2.1 Bruce Salmon (2001) "Carnivorous Plants of New Zealand" Ecosphere Publications
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Taylor, Peter. 1989. The genus Utricularia - a taxonomic monograph. Kew Bulletin Additional Series XIV: London. ISBN 978-0-947643-72-0
- ^ 4.0 4.1 Schnell, Donald. 2002. Carnivorous Plants of the United States and Canada. Timber Press: Portland, Oregon. pp. 369–370. ISBN 0-88192-540-3
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 Ed Young. Flesh-Eating Plant Cleaned Junk From Its Minimalist Genome. National Geography. May 12, 2013 [May 14, 2013]. （原始内容存档于2017-07-02）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 Ibarra-Laclette, E.; Lyons, E.; Hernández-Guzmán, G.; Pérez-Torres, C. A.; Carretero-Paulet, L.; Chang, T.-H.; Lan, T.; Welch, A. J.; Juárez, M. J. A.; Simpson, J.; Fernández-Cortés, A.; Arteaga-Vázquez, M.; Góngora-Castillo, E.; Acevedo-Hernández, G.; Schuster, S. C.; Himmelbauer, H.; Minoche, A. E.; Xu, S.; Lynch, M.; Oropeza-Aburto, A.; Cervantes-Pérez, S. A.; de Jesús Ortega-Estrada, M.a; Cervantes-Luevano, J. I.; Michael, T. P.; Mockler, T.; Bryant, D.s; Herrera-Estrella, A.; Albert, V. A.; Herrera-Estrella, L. Architecture and evolution of a minute plant genome. Nature. 2013-05-12. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/nature12132.
- ^ 7.0 7.1 Worlds Record Breaking Plant: Deletes its Noncoding "Junk" DNA. Design & Trend. May 12, 2013 [May 13, 2013]. （原始内容存档于2016-03-25）.
- ^ 8.0 8.1 8.2 Gabrielsen, Paul. ScienceShot: Carnivorous Plant Ejects Junk DNA. Science NOW. AAAS. 12 May 2013 [13 May 2013]. （原始内容存档于2013年6月20日）.
- ^ D'Amato, Peter. 1998. The Savage Garden: Cultivating Carnivorous Plants. Ten Speed Press: Berkeley, California. p. 231. ISBN 0-89815-915-6
- 李松柏. 台灣水生植物地圖. 晨星出版. 2005: 232. ISBN 9574558665.
- 林春吉. 台灣的水生與濕地植物. 绿世界出版. 2005: 34. ISBN 9572972510.
- 赵怡姗. 台灣產狸藻科之分類研究 (PDF). 国立中山大学生物科学系 硕士论文. [2008-04-13]. （原始内容存档 (PDF)于2016-02-15）.
- 丝叶狸藻 Utricularia gibba L., 1753. 台湾物种名录. 台湾: 中央研究院生物多样性研究中心. [2013-01-24] （中文（台湾））.
