美国栗

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美国栗子

美国栗子( Castanea dentata )是北美东部山毛榉家族的一棵大型雌雄同株的落叶乔木。美洲栗是其范围内最重要的林木之一,被认为是世界上最好的栗树。然而,该物种被栗枯病破坏,栗枯病是一种真菌病,源于东亚引进的栗树。据估计,在20世纪上半叶,美国栗树在1904年首次发现后因枯萎而被破坏了40亿棵。在该树的历史范围内,几乎没有成熟的栗树标本,尽管该树有许多小芽。保留了以前的活树。在其历史范围之外,有数百个大的美国栗子(直径2至5英尺),一些在病原体毒力较低的地区更为常见,例如密歇根州北部的600至800棵大树。该物种在美国和加拿大被列为濒危物种。人们发现栗树对板栗疫病的抵抗力/免疫力最高,因此目前有计划通过将抗枯萎的中国板栗与美洲板栗树杂交育种来复兴美洲板栗树的种群。板栗抗性基因可以保护和恢复美洲板栗种群回到其在美洲森林中占主导地位的地位。

含量

  • 1描述
  • 2栗子疫病
    • 2.1人口减少
  • 3振兴的尝试
    • 3.1与幸存的美国栗子杂交li> 3.2回交
    • 3.3转基因抗白叶枯美国栗
    • 3.4低毒力
  • 4个存活的标本
  • 5使用
    • 5.1食品和药品
    • 5.2家具和其他木制品
  • 6另请参见
  • 7引用
  • 8外部链接
  • 2.1缩小d种群
  • 3.1杂交幸存的美国栗子
  • 3.2回交
  • 3.3转基因抗枯萎的美国栗子
  • 3.4低毒力
  • 5.1食品和药品
  • 5.2家具和其他木制品

说明

齿tan属(Castanea dentata)是一棵生长迅速的落叶硬木树,历史上高达30米(98英尺),直径达3米(9.8英尺)。它的范围从缅因州和安大略省南部到密西西比州,从大西洋沿岸到阿巴拉契亚山脉和俄亥俄河谷。 C。 dentata 曾经是美国东北部最常见的树木之一。仅在宾夕法尼亚州,据估计占所有硬木的25%至30%。与不能每年可靠地产生大量橡子的橡树相比,该树的庞大人口是由于快速生长和大量年度种子作物的结合。坚果的生产始于 C。 dentata 的年龄为7-8岁。

栗子有几种相似的种类,例如欧洲甜栗(),中国栗( C。mollissima )和日本板栗( Crenata )。美国物种可以通过一些形态特征来区分,例如叶片形状,叶柄长度和坚果大小。例如,它的叶子边缘有较大且间隔较大的锯齿,如科学名称 dentata 所示,拉丁语为“有齿”。根据美国园艺科学学会1999年的一项研究,通常认为Ozark chinkapin是一种独特的物种( C。ozarkensis )或Allegheny chinkapin的一种亚种( C。pumila 亚种(i.ozarkensis )可能是美国栗和Allegheny chinkapin的祖先。 齿tan属(Castanea dentata) Castanea pumila 的天然杂种被称为 Castanea × neglecta

叶子长14–20厘米(5.5–8英寸),宽7–10厘米(3–4英寸),平均水平也比甜栗子的叶子稍短和宽。目前,抗枯萎的中国板栗是美国种植最普遍的板栗品种,而欧洲板栗则是近几十年来商业坚果的来源。它的毛细树枝尖端与美国栗的区别在于与美国栗的无毛树枝相反。栗子与山毛榉和橡树同属山毛榉科,但与无患子栗科的七叶树没有密切关系。

栗子是雌雄同株的,在6到8英寸长的柳絮上紧密生出许多小的浅绿色(几乎白色)雄花。雌虫部分在柔cat花序的底部(靠近树枝)附近发现,出现在春末至初夏。像栗科的所有成员一样,美国栗子是不相容的,需要两棵树进行授粉,可以是栗树属的任何成员。

美国栗子是多产的坚果,通常带有每个多刺的绿色毛刺中包裹三个螺母,并衬以棕褐色天鹅绒。坚果在整个夏末发展,毛刺在秋天的初霜附近打开并掉落到地面。

美洲栗是野生动植物的重要树种,为诸如白尾鹿和野火鸡,以及以前的客运鸽子。众所周知,黑熊会吃坚果来增添冬天的脂肪。与其他具有共同栖息地的树木相比,美国栗子的叶片中还含有更多的氮,磷,钾和镁。这意味着它们将更多的养分返回土壤,这有助于其他植物,动物和微生物的生长。

栗叶枯萎病

一旦重要的硬木树种,美洲板栗遭受了栗枯萎病导致灾难性的人口崩溃,这种病是由亚洲树皮真菌( Cryphonectria parasitica ,以前称为)引起的。该病是在进口的亚洲板栗树上意外引入北美的。 1904年,首席林务员赫尔曼·默克尔(Hermann Merkel)在美国纽约州动物公园(现称为布朗克斯动物园)的美国栗树上首次发现了栗子疫病。默克尔估计,到1906年,疫病已经感染了该行政区98%的栗树。栗子随着枯萎病的发展而发展,并产生了较强的抗性,而美洲栗几乎没有抗性。空气传播的树皮真菌每年传播50英里(80公里),在几十年内散落并杀死多达30亿棵美国板栗树。枯萎病早期的打捞伐木可能会不经意间破坏树木,这些树木对这种疾病具有很高的抵抗力,因此加剧了灾难。当主茎死亡时,新芽通常从根部萌芽,因此该物种尚未灭绝。但是,在枯萎病感染恢复之前,树桩芽很少会超过6米(20英尺)高,因此被归类为功能绝种,因为栗枯萎病仅能有效杀死美国栗树的地上部分,而使栗树枯萎。地下组件,例如根系统。 1900年代记载,板栗枯萎病通常会重新感染美洲栗树树桩上长出的任何新茎,因此维持了一个周期,阻止了美洲栗树的重建。尽管栗子枯萎病,但由于对栗子枯萎病的抵抗力较小,一些美洲栗树得以幸存。

在栗子枯萎病发生之前,油墨病流行于19世纪初。这种真菌病原体显然是从欧洲引入的,它影响iC。苜蓿杀死树木的根部和衣领。它主要影响美国东南部的栗子和板栗疫病发作时的摄氏温度范围。齿ata 可能已经减少了。

减少的人口

估计北美东部板栗树的总数超过30亿,其中25%在阿巴拉契亚山脉是美洲板栗。在其先前范围内,直径超过60厘米(24英寸)的大型幸存树木数量可能少于100棵。美洲栗也是密歇根州东南部森林冠层的常见部分。

目前是密西西比河以东的稀有植物,它存在于无疫病的西部西部的口袋中,那里的栖息地非常适合种植:19世纪定居者为他们的美国栗子种下了种子。由于西海岸的地中海气候阻碍了真菌的生长,因此俄勒冈州舍伍德(Sherwood)可以发现大量种植的栗树,真菌依赖于炎热潮湿的夏季天气。美洲板栗在北至不列颠哥伦比亚省的雷夫尔斯托克也很繁荣。

目前,人们认为 C能够生存。齿ata在其本土范围内生存了十多年几乎是不可能的。该真菌使用各种橡树作为寄主,虽然橡树本身不受影响,但附近的美国栗子将在大约一年或更长时间内枯萎。此外,遍布东部林地的数百个栗树桩和“活凳”可能仍含有活性病原体。

美洲栗子种群的减少直接影响了许多依靠树种生存的昆虫。以美洲板栗为食的大约60种物种中,有7种完全依赖美洲板栗作为食物来源。这些物种中的一些,包括美洲栗蛾,现在已经灭绝。

尝试振兴

一些组织正在尝试培育抗白叶枯的栗树。美国栗子合作者基金会(American Chestnut Cooperators Foundation)培育了存活下来的美国栗子,这些栗子对白叶枯病表现出一定的抵抗力,加拿大栗子委员会(Canadian Chestnut Council)试图在加拿大,主要在安大略省重新引入树木。美国栗子基金会(American American Chestnut Foundation)正在使用一种称为回交的技术,试图将美国栗子恢复到其原始栖息地。更广泛地讲,这项由互联网为媒介的全球食用栗子种植倡议涉及大规模种植遗传多样的栗树,以使温带生物群落重新繁衍,以寻求更具弹性和可持续性的食物系统。

杂交幸存的美国栗子

美国栗子合作者基金会(ACCF)并未使用与亚洲物种的杂交来抗白叶枯病,而是为了天然抗白叶枯病而选择了美洲栗之间的杂交。 ACCF将其选育策略称为“全美杂交”。康科德大学的研究化学家兼化学名誉教授约翰·拉什·埃尔金斯(John Rush Elkins)和弗吉尼亚理工大学植物病理学教授加里·格里芬(Gary Griffin)认为,可能存在几种有利于抗白叶枯病的特性。埃尔金斯和格里芬都写了很多有关美国栗子的文章。他们相信,通过在许多地方的抗性美洲栗之间进行杂交,他们将继续提高抗白叶枯病的水平,以使美洲栗能够在森林中竞争。格里芬(Griffin)从事美洲板栗修复已有多年历史,他开发了一种评估白叶枯病抗性水平的量表,这使得科学地进行选择成为可能。他用标准的致死性枯萎真菌菌株对五岁的栗子进行了接种,并测量了溃疡病的生长。没有抗病性的栗子会迅速生长,下陷的鳞茎很深,会杀死木质的组织。抗性栗子使表皮的鳞茎生长缓慢,肿胀:在这些鳞茎下可以回收活组织。抗白叶枯病的水平通过定期测量溃疡病来判断。接种后评估了疫病大幸存者的嫁接,并于1980年开始在抗性美洲板栗树之间进行了可控杂交。第一批“全美杂交”在弗吉尼亚理工学院弗吉尼亚州吉尔斯县的马丁·美国栗子种植园中种植。在西弗吉尼亚的贝克利在1990年对它们进行了接种,并在1991年和1992年进行了评估。其中有9棵树的抗性与其父本相等,其中有4棵具有与杂种相当的抗性。许多ACCF栗子表现出的抗病性等于或大于原始的抗病性幸存者,但到目前为止,只有极少数的栗子表现出优异的,持久的抗病性。时间会证明这些最好的栗子的后代在不同的胁迫环境下是否表现出持久的抗白叶枯病。

回交

回交作为一种枯萎病的治疗方法是由明尼苏达大学的Charles R. Burnham于1970年代首次提出的。 Burnham是农艺学和植物遗传学的名誉教授,被认为是玉米遗传学的先驱之一。他意识到,USDA对美国栗子与欧洲和亚洲栗子进行杂交育种的实验错误地认为,大量基因与抗白叶枯病,虽然目前认为负责的基因数量很少。在未能生产出抗白叶病的杂交种后,USDA放弃了其杂交育种计划,并在1960年左右破坏了当地的种植。伯纳姆(Burnham)对美国农业部(USDA)错误的认识使他与其他人一起于1983年成立了美国栗子基金会(American American Chestnut Foundation),其唯一目的是培育抗病性美国栗子。美国栗子基金会(American Chestnut Foundation)正在将抗白叶枯病的中国栗回交到美国栗树中,以恢复美国的生长特性和遗传构成,然后最终与先进的回交世代进行交配,以消除易患白叶枯病的基因。美国栗树的第一个回交后的栗树被称为“拍板”,存活了25年,美国栗树基金会自1983年开始使用该树的嫁接。美国栗树基金会在宾夕法尼亚州的章节旨在恢复美洲栗子。在大西洋中部各州的森林中,已经种植了22,000多棵树。

1977年的《露天采矿控制和填海法》要求废弃煤矿的所有者至少用植被覆盖其土地的80%。当许多公司种植入侵性草种时,其他公司开始资助种植树木的研究,因为它们可以提高成本效益,并产生更好的结果。基思·吉兰德(Keith Gilland)于2008年从迈阿密大学(Miami University)的一名学生开始在旧的露天矿中种植美国板栗树,迄今为止已种植了5,000多棵树。 2005年,在白宫的草坪上种了一棵杂种树,大部分是美国基因。 2005年,美国农业部大楼外的树木图书馆里种了一棵树,七年后仍然很健康。它包含98%的美国板栗DNA和2%的中国板栗DNA。这棵树含有足够的板栗DNA,其编码系统抗性基因以抵抗白叶枯病。这对于将美国板栗树恢复到东北至关重要。北方坚果种植者协会(NNGA)也一直在积极寻求可行的杂交种。从1962年到1990年,阿尔弗雷德·塞戈(Alfred Szego)和其他国家野生动物保护协会(NNGA)的其他成员开发了抗性有限的中国品种杂交种。最初的回交方法将从美国栗子坚果和中国栗子中选育出一个杂交种,然后将其与普通美国栗子进行育种,随后的育种将包括一个杂交种和一个美国栗子或两个杂交种,这将增加遗传构成

纽约州立大学环境科学学院的研究人员转基因抗白叶枯病美洲板栗

林业(SUNY ESF)已开发出部分抗白叶枯病的转基因美国栗子,它们能够幸免于 Cryphonectria parasitica 的感染。这是通过将小麦的特定基因草酸氧化酶插入美国板栗基因组中来完成的。草酸氧化酶是植物中极为常见的真菌防御素,存在于草莓,香蕉,燕麦,大麦和其他谷物中。草酸氧化酶分解真菌分泌在形成层中的草酸以降低pH值,并随后杀死植物组织。含有这种抗性基因的栗树可以被栗枯萎病感染,但不会因所产生的溃疡而散落并在伤口周围愈合。这使真菌能够在不死树的情况下完成其正常的生命周期。抗白叶枯病基因向下传递到树的后代,为后代提供部分抗白叶枯病。在2015年,研究人员正在努力申请政府许可,以便在未来五年内将这些树木向公众开放。达令58变体的放松管制申请于2020年1月提交,公众意见征询期于2020年10月19日结束。这些树可能是美国在野外释放的第一批转基因林木。

齿tan属植物(Castanea dentata )不同,齿tan属植物(Castanea crenata )对致病疫霉(Phytophthora cinnamomi )具有抗性,真菌病原体会引起墨病。 蜡梅(Castanea renata)对肉桂疫霉(Phytophthora cinnamomi)的抗性机制可能源于其表达Cast_Gnk2样基因。 用Cast_Gnk2样基因对齿牙Cas 进行转基因修饰可能为开发对<<> Phytophthora cinnamomi 抗性的齿牙CasCastanea dentata 树提供了一种机制。 Cast_Gnk2样基因和草酸氧化酶基因的堆叠可能为开发抗栗疫病和墨病的转基因 Castanea dentata 树提供一种手段。

低毒力

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华盛顿州风河树木园中仍有许多栗树和坚果。

用途

食品和药品

坚果曾经是重要的北美的经济资源,在圣诞节期间有时仍在城镇的街道上出售(通常据说是“在明火上烧烤”,因为它们的气味很容易在许多街区以外被识别出)。栗子可以生吃或烤制,尽管通常首选烤制​​。现在,许多商店都出售欧洲板栗的坚果。必须剥去棕色皮肤才能进入黄白色的可食用部分。无关的七叶树种子有毒,无需大量准备。美洲原住民使用栗子的各个部位来治疗疾病,例如百日咳,心脏病和皮肤红肿。坚果通常是由各种野生动植物饲养的,并且坚果含量很高,以至于它们通常被农民用来饲养牲畜,方法是使这些牲畜自由地漫游到主要盛有美洲板栗树的森林中。美国栗树对美洲印第安人也很重要,因为它是美洲印第安人和野生动物的食物来源。

家具和其他木制品

1888年1月发行果园和花园提到美国栗子的质量“比欧洲任何栗子都要好”。木材是直纹的,坚固的,易于锯切和劈开的,并且缺少大多数其他硬木所具有的径向末端纹理。这棵树在商业上特别有价值,因为它的生长速度快于橡树。木材富含单宁酸,具有很高的抗腐烂性,因此可用于多种用途,包括家具,分轨式围栏,木瓦,房屋建筑,地板,码头,胶合板,纸浆和电话杆。单宁也从树皮中提取出来,用于鞣制皮革。尽管不再有较大的树木可用于碾磨,但历史悠久的谷仓中已回收了许多栗木,然后重新用于家具和其他物品中。

“蠕虫”栗是指具有昆虫危害性的不良木材等级。是从已死的,枯死的树上锯掉的。自那以后,这种“虫蛀”的木材因其质朴的特性而变得流行。

美国栗子被认为不是特别好的庭院树荫,因为它的粪便多产且令人讨厌。春季的柳絮,秋天的多刺坚果荚和冬季初的叶子都是一个问题。这些特征或多或少在所有遮荫树中都普遍存在,但程度可能与栗树不同。多刺的种子豆荚散布在人们经常光顾的地方,是一种特殊的滋扰。




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