Подорожник большой часто путают с:

Antennaria plantaginifolia

Подорожник ланцетный

Растения, которые заполняют аналогичную нишу:

Адонис aestivalis

Кислица

Подорожник ланцетный

Общее название(я):

• Подорожник широколистный
• Завод с тележками
• Кукушкин хлеб
• Дверной сорняк
• Подорожник дворовый
• Стопа англичанина
• Большой подорожник
• Подорожник
• Волнистая трава
• Подорожник круглолистный
• Слан-лус
• Змеиное растение
• Змеиная трава
• Путевой хлеб
• Уэйброад
• Стопа Уайтмена

African Journal of Biotechnology – Полиморфизм развития соцветий и его садоводческое значение у подорожника (musa spp. aab)

РЕЗЮМЕ

В этом исследовании изучался полиморфизм развития соцветий и его садоводческое значение у подорожника ( Musa spp. AAB). Исследование было разработано для оценки постоянства дихотомии соцветий, а также садоводческого значения фенотипов подорожника с двойной и тройной группировкой в ​​течение нескольких производственных циклов. Четыре образца подорожника с различными типами множественных гроздей или дихотомией соцветий, обозначенных здесь как 3(SP), 3(TP), 3(DP) и 2(DP), и «Agbagba», сорт с одной гроздью, который служил контролем, были воспроизведены пять раз и размещены в виде случайных полных блоков на полевом участке в течение трех сельскохозяйственных сезонов с двумя производственными циклами. Данные продемонстрировали значительные (p≤0,05) различия между образцами по агрономическим признакам, включая высоту псевдостебля, обхват, количество функциональных листьев, количество побегов и длину плода. Однако различия в урожайности и компонентах урожая (количество гроздей на растении, кисти, пальцы, окружность плодов, масса грозди и урожайность на гектар) были незначительными (p≤0,05). В целом, сорта «Агбагба» ​​показали самый низкий индекс цветения и дали только один пучок в течение трех сезонов посева, оцениваемых в этом исследовании. Дихотомия соцветий была непостоянной, поскольку инверсия ветвления соцветий обычно наблюдалась среди всех образцов с множественными пучками. Образцы с двойным пучком обычно возвращались к одиночному пучку, в то время как образцы с тройным пучком возвращались к соцветию с одинарным или двойным пучком; косвенно подразумевая, что дихотомия соцветий у этих образцов подорожника является случайным и нестабильным генетическим признаком.

Ключевые слова : Дихотомия соцветий, виды Musa , фенотипическая изменчивость, образцы подорожника.

ВВЕДЕНИЕ

Musa — один из трех основных родов растений семейства Musaceae , в которое входят бананы и плантаны. В этом семействе насчитывается более 50 видов, имеющих широкий спектр применения, от съедобных бананов и плантанов в тропиках до холодостойких волокон и декоративных растений, которые могут расти в самых разных условиях. Бананы и бананы имеют исключительное значение. Например, подорожник ( Musa spp. AAB) является одним из немногих наиболее важных поставщиков пищевой энергии во влажных и субвлажных тропических регионах мира, где его выращивают и используют в качестве основного крахмалистого продукта и потребляют, по оценкам, полмиллиарда человек. В Африке выращивается больше подорожника, чем в остальном мире, при этом Уганда, Руанда, Демократическая Республика Конго, Нигерия и Гана являются ведущими странами-производителями (FAO, 2010). Фактически, во многих районах Африки к югу от Сахары подорожник и некоторые другие культуры, такие как маниока и ямс, составляют круглогодичный или сезонный основной продукт питания. Подорожник в равной степени используется в качестве сырья во многих сельских кустарных промыслах, включая производство вина (Ssebuliba et al., 2000), уксуса и местного пива, которое имеет важное питательное значение, поскольку, как описано, оно очень богато витамином B из-за к высокому содержанию дрожжей.

Помимо этого, подорожник также перерабатывается в высококачественную муку путем сушки и измельчения зеленых плодов. Такая мука считается более усваиваемой, чем мука из злаков, и известна как очень полезная для диабетиков. В настоящее время существует около 116 различных сортов подорожника, которые относятся к трем основным категориям: французские, рожковые и ложнороговые подорожники, которые выращивают фермеры в разных частях Африки, хотя частота встречаемости этих сортов также различается между странами. как из одной географической местности в другую в пределах одной страны (Огази, 1996). Естественно, уникальной особенностью всех этих сортов подорожника является тот факт, что они, как известно, цветут только один раз, принося одну кисть при плодоношении из псевдостебля, который будет состоять из нескольких рук и пальцев, размер которых может варьироваться в зависимости от нескольких растений. агрономические факторы. Однако было замечено, что некоторые сорта False Horn дают несколько форм дихотомии соцветий, что вызвано ветвлением цветоноса, что часто приводит к образованию двух, а иногда даже трех гроздей при плодоношении на одном псевдостебле (Odeigah, 19).97; Тенкуано, 2000).

Первое подробное описание дихотомического соцветия подорожника было сообщено Pospisil (1966) в Гане, который выделил пять различных форм дихотомического группирования. Gill (1968) также сообщил о двух мутантах подорожника с дихотомическим ветвлением, а позже Karikari et al. (1971), которые описали семь различных сортов подорожника с дихотомическими соцветиями. Возникновение этих необычных растений с несколькими гроздьями у 90 008 видов Musa 90 009 также было задокументировано Стовером и Симмондсом для двойных соцветий (19).87) в «Grande Naine», а также Tang (1995) для бананов Кавендиш ( Musa sp., AAA) на Тайване. В последнее время эти дихотомические или множественные разновидности подорожника стали довольно часто заметными во многих частях южной Нигерии, где растения стали источником любопытства для многих местных жителей. Неудивительно, что вокруг появления таких морфотипов подорожника существует множество местных поверий, некоторые из которых откровенно причудливы.

Предполагается, что дихотомические ветвящиеся сорта подорожника представляют большую садоводческую ценность из-за вдохновляющей возможности того, что они могут давать более высокий урожай с точки зрения веса съедобных плодов, возникающих из двух или трех гроздей, полученных из одного псевдостебля, и при условии, что анатомические модификации, связанные с индукцией цветения у подорожника, достаточно хорошо задокументированы (Израэли и Блюменфельд, 19).85; Стовер и Симмондс, 1987 г.; Тенкуано, 2000). Однако молекулярные события, ответственные за инициацию и контроль полиморфизма увеличения числа соцветий, до сих пор оставались в тайне из-за отсутствия научной информации. До сих пор сообщалось только об одном исследовании, которое продемонстрировало, что это явление может быть генетическим по происхождению и является стабильным событием, вероятно, возникающим в результате спонтанной мутации уже существующего сорта подорожника (Odeigah, 199). 7). Дихотомия соцветий также считается процессом, связанным с продвинутой стадией эволюции подорожника (Karikari et al., 1971). Ожидается, что определение точной природы события и понимание молекулярных механизмов, контролирующих его проявление, может иметь решающее значение для понимания самого явления.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование проводилось на исследовательской ферме Университета Калабара, Калабар, Нигерия, в течение трех сельскохозяйственных сезонов с двумя производственными циклами в период с 2010 по 2013 год. Район находится в зоне тропических лесов на юго-востоке Нигерии, со средним относительная влажность 86%, годовое количество осадков от 2000 до 2500 мм, выпадающих с февраля по начало ноября, и минимальные и максимальные дневные температуры 23 и 34°C соответственно. Четыре подорожника ( Musa spp. AAB) сорта, обозначенные как 3(SP) с тремя гроздьями, происходящими из одного цветоноса, 3(TP) с тремя гроздьями, происходящими из трех разных цветоножек, 3(DP) с тремя гроздьями, происходящими из двойных цветоножек, 2(DP) с двойными гроздьями. полученные из двух цветоносов, и ‘Agbagba’ с одним пучком, полученным из одного цветоноса (для контроля), были помещены в рандомизированный полный блочный дизайн (RCBD) с пятью повторами. Каждая повторность состояла из 25 экспериментальных растений на обработку, которые мульчировали Eupatorium odoratum , ранее удаленный с поля.

Посадочный материал, собранный из маточных фекалий на местных сельскохозяйственных угодьях, состоял из обычных однородных и сильно растущих мечевидных отростков с минимальной высотой и обхватом 50 и 15 см соответственно, как предложено Nelson et al. (2006) и Олувафеми (2013). Их замачивали в растворе жидкого инсектицида (пирентрима) на 72 часа и высаживали в глубокие лунки размером 0,3 м × 0,3 м × 0,3 м каждая с расстоянием 2 м × 3 м между растениями и внутри них при системе монокультуры в поле согласно Shiyam (2010) и Akinro et al. (2012). Во время цветения каждая гроздь поддерживалась шестами из африканского бамбука. Первый и второй урожай после первого урожая также мульчировали на 3, 6 и 9месяцев после посадки для максимального усвоения растениями питательных веществ. Отростки-мечи управлялись и удалялись таким образом, чтобы после каждого сбора урожая оставался только один здоровый отросток или последующий отросток, который заменял родительское растение.

Прополку проводили регулярно с помощью мотыги каждые 6–8 недель. Морфологические признаки и компоненты урожая измеряли в соответствии с методами, описанными Dadzie and Orchard (1997). Метод, описанный Mahdi et al. (2014) был принят для определения количества дней до цветения, а также сбора урожая. Растения были сгруппированы по количеству гроздей в каждом производственном цикле. Был проведен анализ соответствия для определения доли растений с одинаковым фенотипом соцветия в обоих производственных циклах, за исключением погибших растений. Коэффициент согласованности, обозначаемый CC, был рассчитан согласно Tenkouano, (2000) как:

Где, Nii – количество растений, дающих одинаковое количество гроздей в культуре растений и в культуре ратона, Nij – количество растений, дающих разное количество гроздей в культуре растений и в культуре рапсовая культура, а нижние индексы i и j относятся к количеству классов в растительной культуре и ратоновой культуре соответственно. Коэффициент соответствия, приближающийся к нулю, указывает на совершенно случайное появление разных классов соцветий в циклах выращивания урожая. Напротив, коэффициент, близкий к единице, предполагает высокую вероятность того, что растение, проявляющее данный фенотип в данном цикле урожая, будет проявлять тот же фенотип в последующих циклах урожая.

Статистический анализ

Собранные данные о параметрах вегетативного роста и компонентах урожая были подвергнуты дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием систем статистического анализа (SAS) в соответствии с полной блочной процедурой, описанной для случайного планирования. (RCBD) (SAS 9.2, версия 2009 г.). Метод наименьшей значимой разницы Фишера (LSD) использовался для разделения средних значений на уровне значимости 5% (p≤0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Фенологические характеристики образцов подорожника с множественными гроздьями по сравнению с таковыми для фенотипа с одиночными гроздьями («Agbagba») представлены в таблице 1. Высота и обхват псевдостебля, а также количество функциональных листьев при сборе образцов с одиночными гроздьями ‘ Образец Agbagba значительно отличался (p≤0,05) от образцов с множественными группировками в течение двух исследованных производственных циклов (родительский и последующий). Односоставной сорт «Агбагба» ​​быстро развивал более высокие и толстые псевдостебли, в среднем 343,6 и 67,2 см для первого сорта и 355,8 и 65,2 см для второго сорта соответственно, что было статистически значимым (p≤0,05). Более высокий псевдостебель, наблюдаемый среди экземпляров подорожника, сгруппированных поодиночке, согласуется с тем, что сообщалось Njukwe et al. (2010), Ндукве и др. (2011), Shiyam and Bello (2011) и Oluwafemi (2013), что может свидетельствовать о более агрессивном вегетативном росте этих образцов.

Образец ‘Agbagba’ с одинарной группировкой также имел большее количество функциональных листьев при сборе урожая как для первой, так и для второй культуры с диапазоном 5,4 и 5,6 соответственно, по сравнению со всеми четырьмя образцами подорожника с множественной группировкой. которые показали недостоверные различия по этому параметру. Что касается количества образовавшихся придатков, то среди растений в 3(TP) наблюдалось более высокое значение, чем среди всех других образцов. Например, в среднем было 8,8 и 8,4 отпрыска, соответственно, для первого и второго посевов по сравнению со средним значением 3,6 и 3,8 соответственно, которое наблюдалось среди образцов «Агбагба». До настоящего времени постоянство дихотомического поведения отростков-последователей после сбора урожая родительского растения полностью не установлено. Следовательно, это вызвало значительный интерес и было сочтено важным моментом в дизайне настоящего исследования. Регенеративный потенциал количества побегов, обнаруженных среди образцов подорожника с несколькими группами, продемонстрировал его садоводческую ценность для использования селекционерами подорожника. В таблице 2 показано количество гроздей, количество рук, количество пальцев, длина плода и окружность различных оцениваемых образцов подорожника.

Не наблюдалось существенных различий (p≤0,05) в количестве соцветий среди растений с разными типами соцветий (рис. 1–3), возможно, отчасти из-за инверсии соцветий, которая была отмечена среди множественных группировок фенотипов в первом и втором посевах ратуна соответственно. В отличие от результатов, опубликованных Tenkouano (2000), большинство растений с несколькими гроздьями в текущем исследовании не сохранили свой морфотип соцветия в культуре ратун. Например, морфотип с двойной гроздью (рис. 1), обозначенный здесь как 2(DP), легко вернулся к одинарной грозди в первом и втором производственных циклах соответственно, в то время как четыре растения с тройной гроздью в 3(TP) (рис. 2 ) показал аналогичную тенденцию к обращению к фенотипу с одной группой. Кроме того, все остальные образцы вернулись к образованию либо одиночных, либо двойных гроздей в последующем урожае (рис. 4). Интересно, что все односоставные растения «Агбагба» ​​сохранили свое одиночное соцветие как в первом, так и в последующих посевах. Более раннее исследование Байери (1994), также продемонстрировал, что двойные пучки можно легко увидеть среди сортов подорожника False Horn, даже несмотря на то, что около половины побегов этих растений после обрезки вернулись к одинарным пучкам.

Результаты показали, что сорт ‘Agbagba’ показал самый короткий производственный цикл по сравнению с сортом ‘Agbagba’. групповые присоединения. Отдельные плоды растений Agbagba также были крупнее и тяжелее, чем у дихотомических образцов подорожника. Следовательно, это могло объяснить незначительные различия в количестве выраженных кистей и пальцев, которые наблюдались среди образцов подорожника с множественными группировками. Количество дней от цветения до сбора урожая, масса грозди и урожайность указаны в таблице 3. Количество дней до цветения и сбора урожая сортов «Агбагба» ​​и 2(DP) продемонстрировали значительные различия (p≤0,05) в культуре родительского растения, когда по сравнению со всеми другими поступлениями.

Отсутствовали существенные различия (p≤0,05) в количестве дней от цветения до сбора урожая среди образцов подорожника в последующем урожае, что можно было бы объяснить истощением питательных веществ, заражением корневища нематодами и другими факторами окружающей среды. среди образцов (Gold et al., 1994). Цикл от посева до сбора урожая занимает в среднем 387,4 дня, а плоды созревают раньше, чем у всех других образцов. Следовательно, инверсия в дихотомии соцветий, наблюдаемая среди различных образцов, оцененная в текущем исследовании, дает объяснение внутренней природы этого явления и подразумевает, что дихотомия соцветий у подорожника может быть не генетически стабильной, а скорее случайным и нестабильным генетическим признаком внутри образцов (табл. 4). Результаты текущего исследования также согласуются с тем, что было сообщено Tenkouano (2000), который приписал инверсии в дихотомии соцветий случайным и обратимым инсерционным событиям активации, которые были вызваны мобильными генетическими элементами.

Напротив, текущее исследование отличалось от исследования, о котором сообщил Odeigah (1997), который приписал последовательное проявление двойной группировки в образце подорожника False Horn на протяжении трех циклов роста стабильному генетическому мутационному событию. Ожидается, что, поскольку большее количество гроздей с большим количеством кистей и пальцев может быть получено из образцов подорожника, образующих множественные пучки, их выращивание (возможно, в большем масштабе) может привести к повышению продуктивности растений на единицу площади. Однако сравнительная оценка сорта подорожника с одиночной недихотомической группировкой для подтверждения более высокой урожайности по сравнению с растениями с дихотомическими соцветиями, проведенная в текущем исследовании, показала, что такое увеличение урожайности, возникающее за счет увеличения количества гроздей, количества рук и количества пальцы были совсем незначительными. Общий эффект производительности агрономических признаков, наблюдаемых у дихотомических образцов, был ниже, чем у одногруппового сорта «Агбагба».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ожидается, что садоводческая ценность, наблюдаемая в количестве отростков среди дихотомических образцов подорожника, может быть использована для клонального размножения селекционерами Musa. Неявное значение использования числа гроздей в качестве одного из критериев отбора для повышения урожайности и продуктивности образцов подорожника с дихотомией соцветий может оказаться нецелесообразным.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы не заявили о конфликте интересов.

ССЫЛКИ