Cicer -Cicer
| Cicer | |
|---|---|
|
|
| den odlade årliga kikärten Cicer arietinum | |
Vetenskaplig klassificering 
|
|
| Rike: | Plantae |
| Clade : | Trakeofytter |
| Clade : | Angiospermer |
| Clade : | Eudikoter |
| Clade : | Rosids |
| Beställa: | Fabales |
| Familj: | Fabaceae |
| Stam: | Cicereae |
| Släkte: |
Cicer L. |
| Arter | |
|
|
|
|
Cicer är ett släkt av familjen baljväxter , Fabaceae , och det enda släktet som finns i stammen Cicereae . Det ingår i IRLC , och dess inhemska distribution finns i Mellanöstern och Asien . Dess mest kända och enda domesticerade medlem är Cicer arietinum , kikärten.
Odlingsbara arter
För närvarande är de enda odlade arter av släktet Cicer är C. arietinum , allmänt känd som Kikärt.
Den vilda stamfadern till C. arietinum är Cicer reticulatum . Eftersom kikärten har härstammat från denna vilda växt, finns det en möjlighet att denna vilda stamfader kan erbjuda andra former av ätbara kikärter efter domesticering. Hos vild kikärta ( C. reticulatum ) förblir en betydande andel av de mogna baljorna intakta, och denna egenskap leder till att arten beskrivs som föranpassad för domesticering. Detta betyder i huvudsak att funktionen hos ett av dess egenskaper kan förändras eller utvecklas, eftersom förfädern är tämd. Detta innebär att egenskaper som textur, storlek och viktigast av allt näringsinnehåll kan justeras hos denna art. Inhemsk kikärta anses vara vernaliseringsokänslig (den kan blomma vid alla tider på året), medan vild C. reticulatum visar en betydande blomning (upp till 30 dagar) som svar på vernalisering - vilket innebär att växten måste växa i områden där den utsätts för en lång period av kyla innan den kan växa ordentligt.
Även om det finns löfte om någon typ av domesticeringsprocess för att möjliggöra och skapa nya matkällor genom C. reticulatum , finns det flera frågor som gör tamningen av denna vilda art ganska svår. Det första av dessa problem är att C. reticulatum endast kan erbjuda begränsad adaptiv allelvariation för att förbättra kikärtsgrödan. Också det smala intervallet för C. reticulatum tyder på att utsikterna för att förbättra det anpassningsbara utbudet av domesticerade kikärter är ganska begränsade. Den ojämna fördelningen av den vilda växten, det lilla antalet frön som produceras per växt och den relativt låga allelvariationen inom populationer (hos den vilda stamfadern) gör att bakterieplasmakonservering bevaras (bevarande av frön eller vävnader, annars känd som växternas levande genetiska resurser ) lite svårt.
När kikärtsuppfödningen tidigare har prövats har den stött på problem på grund av bristen på genetisk mångfald. Detta har orsakat begränsningar i ansträngningarna att förbättra motståndskraften mot sjukdomar som Ascochyta och Fusarium. Det har också funnits problem som insekter som är mottagliga för att bryta igenom kikärtsbeläggen och begränsningar när det gäller att öka toleransen för abiotiska påfrestningar, såsom terminal torka och extrema temperaturer. För att åtgärda dessa begränsningar är introduktion av alleler som styr egenskaperna av intresse från vild bakterieplasma väsentlig för att öka den genetiska mångfalden hos odlade kikärter. För närvarande är kikärts närmaste förfader, C. reticulatum , och dess infertila systerart Cicer echinospermum , huvudkällorna till ny variation. Introgression är fortfarande möjlig från de mer avlägset relaterade genpoolerna, men mer forskning måste göras om denna möjlighet. Men den smala variant av vilda stamfader ( C. reticulatum ) av kikärtor och det begränsade antalet C. reticulatum anslutningar har orsakat ett behov av att leta efter önskade alleler i andra mer avlägset besläktade Cicer arter
Motstånd mot olika Cicer -stauder och potential för växtförbättring
Cicer perenner har stora motstånd i vissa miljöer jämfört med motstånden hos andra örtartade arter. Även om vissa Cicer -perenner är svåra att skörda har det funnits studier för att förbättra grobarheten hos vissa arter. Olika studier belyser de specifika motstånden och förbättringarna i kondition hos särskilda Cicer fleråriga arter. Till exempel, ett sätt på vilket Cicer canariense , en flerårig art, kunde förbättra sin kondition är med hjälp av vetenskapliga experiment.
Cicer canariense , en flerårig art, har en sänkt fältutveckling på grund av hårda fröskikt. Emellertid kan olika metoder såsom kemisk scarification med koncentrerad svavelsyra samt varmvattenbehandling användas för att förbättra groning . I en särskild studie övervanns fysisk viloläge mest effektivt genom mekanisk scarification och svavel nedsänkning. Fler studier avseende odling av växter kan introducera denna art som en potentiell matkälla.
En annan flerårig art, Cicer anatolicum , motstår kikärter ascochyta som är bättre än den odlade kikärten. Tillgång till detta motstånd är spärrat på grund av hybridiseringshinder. En detaljerad studie om endogena hormoner visade att interspecifik hybridproduktion kan uppstå om hormonprofilerna mellan den odlade kikärten och den fleråriga synkroniseras. Ytterligare experiment på hormonprofiler kan öppna upp hybridiseringsbarriärer mellan den moderna kikärten och Cicer anatolicum . En annan barrikad som kan övervinnas är oförmågan att odla specifika Cicer -perenner i olika delar av världen.
Många Cicer -perenner och ettåriga växter växer i olika miljöer. Hittills har ingen av de fleråriga Cicer -arterna odlats framgångsrikt i en tropisk eller subtropisk miljö där årliga Cicer -arter växer. Om pollen från fleråriga arter kan bevaras för användning i de olika delar av världen där årliga arter växer, kan korsbarhetstekniker utföras mer effektivt. Denna svårighet att använda den fleråriga bakterieplasma kan lösas genom att transportera livskraftigt pollen över havet. Om detta problem skulle lösas kunde fler Cicer -perenner planteras i olika delar av världen.
En annan begränsning som påverkar Cicer -arten är bollormen Helicoverpa armigera , som är ett av de största problemen för deras överlevnad. Värdväxtresistens är en effektiv metod för att lösa dessa skadedjur. En studie visade att perenner som C. canariense och C. microphyllum har hög resistens mot H. armigera jämfört med C. judaicum , en ettårig växt. Fler experiment på korsning kan ge ledtrådar om det genetiska ursprunget för proteinerna som är ansvariga för denna resistens. Torkmotstånd är ett annat motstånd att övervinna för många Cicer -perenner.
Cirka 90% av kikärten ( Cicer arietinum ) i världen odlas med mycket lite nederbörd och där torka är en betydande begränsning för tillväxt. En studie bedömde motståndet mot torka hos många perenner jämfört med ettåriga. När de testades återhämtade de fleråriga vilda Cicer -arterna efter vissning och uttorkning och tolererade också höga temperaturer. Av alla fleråriga testade korsning med Cicer anatolicum bör testas på grund av dess nära genetiska affinitet till den årliga arten.
Dessa motstånd och förbättringar i Cicer -perennens genom kan vara en potentiell reserv för kunskap för utforskning av generna som bidrar till perennens egenskaper. Torka och motståndskraft mot skadedjur tillsammans med vetenskapliga förbättringar i växtutveckling spelar en stor roll i utvecklingen av många Cicer -perenner. Ytterligare studier av genetiskt utbyte och korsning mellan Cicer- perenner kan potentiellt gynna egenskaperna hos moderna matbärande grödor och ge omfattande kunskap för innovation.
Evolution
Släktet, Cicer , består av många arter med olika egenskaper som gör det till en intressant kandidat för en matgröda. För närvarande är bara en art Cicer , den moderna kikärten, tämjad som en sort, men det finns många andra alternativ som forskare överväger för ytterligare domesticering och expansion till fleråriga grödor. Ett av de mest lovande alternativen som kan leda till expansion till fleråriga grödor är hybridisering mellan ettåriga och fleråriga arter. Men hybridisering är endast möjlig och/eller framgångsrik mellan vissa arter, som inte har fastställts.
Det första steget i denna expansion är att undersöka sambandet mellan fleråriga och årliga arter av Cicer både morfologiskt och genetiskt för att identifiera möjliga kandidatarter. Tyvärr visar forskning starka morfologiska skillnader mellan fleråriga och årliga arter av Cicer, vilket antyder svårigheter som kan uppstå genom att försöka korsa dessa arter till en hybridiserad art. Mer specifikt jämförde en studie som undersökte frökappmorfologin vid flera specifika genlokaler årliga och fleråriga arter som visade mycket tydliga skillnader mellan de två grenarna av Cicer . Forskningen kunde skapa fylogenetiska träd som spårar den genetiska divergensen hos Cicer -arter , och uppgifterna indikerar " Monocicers snabba artdifferentiering inklusive anpassning till den störda miljön", vilket visar mycket avstånd mellan ettåriga arter ( Monocicer ) och fleråriga arter av Cicer .
Ytterligare forskning om dessa relationer har utförts för att analysera sambandet mellan fleråriga och ettåriga arter, både odlade och vilda, på 12 platser för att se hur nära de är släkt. Forskarna kunde begränsa en flerårig art, C. incisum , som var närmare släkt med enåriga växter än andra fleråriga arter. Forskning visade också liknande resultat på genetiska och fylogenetiska analyser. Medan de flesta årliga och fleråriga arter tenderar att bilda monofyletiska klader, är C. incisum ett undantag från denna regel. En annan art som förekommer utanför de typiska monofylierna är C. cuneatum , en årlig art som är närmare släkt med den fleråriga arten C. canariense än någon annan årlig art. Dessa steg i den gemensamma trenden för fylogenierna indikerar att det kan finnas nära släktingar som presenterar sig som kandidater för vidare odling. Det finns ett betydande evolutionärt avstånd mellan de gemensamma förfäderna till de moderna fleråriga och årliga arterna, men denna forskning ger hopp om att det kan finnas en möjlighet att odla en flerårig art som livsmedelsgröda.
Hybridisering
Hybridisering, eller reproduktion av två arter för att skapa en unik avkomma, är särskilt viktigt för att utveckla nya matgrödor från befintliga arter. På grund av de fylogenetiska och genetiska data som studerats och producerats tidigare är en hybrid mellan fleråriga och årliga Cicer -arter lovande. Många steg har tagits för att förbättra hybridiseringsteknikerna och resultaten mellan fleråriga och enåriga arter, men det har visat sig svårt att skapa en livskraftig avkomma från dessa kors. Inte överraskande har det varit relativt enkelt att hybridisera ettåriga tillsammans och perenner tillsammans. Annan forskning har visat viss framgång med att korsa specifika årliga och fleråriga arter av släktet. En särskilt framgångsrik korsning mellan "den årliga C. cuneatum och fleråriga C. canariense " visade en "delvis bördig med mellanliggande morfologi" F-1-generation.
Denna framgång bestäms emellertid av vilken art som tillhandahåller varje könscykel och innebär därför några möjliga svårigheter att odla grödan ytterligare. Detta kors är särskilt intressant eftersom det är en av de få delvisa framgångarna för de fleråriga och årliga korsningarna, som har visat sig vara särskilt svåra. Dessutom korsades arten, C. cuneatum och C. canariense bestämdes tidigare som systerarter under evolutionär analys i tidigare forskning.
Sådan forskning ligger i framkant när det gäller att utveckla en flerårig livsmedelsgröda för Cicer som är relaterad till dess moderna sort, kikärten. Fleråriga grödor har en fördel för livsmedelsproduktionen eftersom de är ett mer hållbart matalternativ än ettåriga grödor. Som framgår spelar artens genetiska och evolutionära samband en avgörande roll för att utveckla hybrider mellan arten och kan användas för att bestämma ytterligare samband.