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| ナス科 | |
|---|---|
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| 米国植物園で開花したブルグマンシア・スアベオレンス | |
科学的分類 | |
| 王国： | 植物 |
| 系統群： | 胚植物 |
| 系統群： | 維管束植物 |
| 系統群： | 種子植物 |
| 系統群： | 被子植物 |
| 系統群： | 真正双子葉植物 |
| 系統群： | アステリッド |
| 注文： | ナス目 |
| 家族： | ナス科Juss. |
| タイプ属 | |
| ナス | |
| サブファミリー[ 3 ] | |
| 同義語 | |
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ナス科（ /ˌsɒləˈneɪsi.iː,-ˌaɪ/）[5 ]は、ナス目に属する顕花植物の科である。この科には約2,700種が含まれており、そのうちのいくつかは農作物、薬用植物、観賞植物として利用されている。この科の多くの植物はアルカロイド含有量が高く、非常に毒性が強いものもあるが、トマト、ジャガイモ、ピーマンなど、世界中で食用として広く利用されているものも多い。
南アメリカ原産のナス科植物は、現在では南極大陸を除く地球上のすべての大陸に生息しています。K -Pg絶滅イベントの後、急速に多様化し、砂漠、ツンドラ、熱帯雨林、平原、高地での生活に適応し、樹木、つる植物、低木、着生植物など、幅広い形態をとるようになりました。ナス科植物の約80%は亜科Solanoideaeに含まれ、そのほとんどはタイプ属Solanumに属しています。ほとんどの分類学者は、 Cestroideae、Goetzeoideae、Nicotianoideae、Petunioideae、Schizanthoideae 、Schwenkioideaeの6つの亜科を認めていますが、ナス科の分類は依然として議論の的となっています。Duckeodendron属は、独自の亜科Duckeodendroideaeに分類されることもあります。
一部の種はアルカロイド含有量が高いため、娯楽、医療、料理に利用されています。タバコはニコチン含有量が高いため、何世紀にもわたって娯楽用ドラッグとして使用されてきました。ベラドンナに含まれるトロパン類は鎮痛作用、リラックス効果、幻覚作用があり、代替医療で人気のある植物であると同時に、世界で最も毒性の強い植物の一つでもあります。トウガラシ属の植物に含まれるカプサイシンは、果実に独特の辛味を与え、今日販売されているほとんどの辛い食品の製造に使用されています。
ナス科の植物の中には、その美しさで知られているものもある。例えば、ブルグマンシアの細長い花、ペチュニアの多彩な色、あるいはシザンサスの斑点模様やまだら模様の品種などが挙げられる。
「Solanaceae」という名前は、この科のタイプ属であるSolanumと、植物の科名に付く接尾辞-aceae [ 6 ]から来ています。 solanumという単語の語源は不明です。この名前は、おそらく特定の種の花が太陽 (ラテン語でsol ) とその光線に似ていることから来ていると考えられます。Solanumの少なくとも 1 種は「サンベリー」として知られています。あるいは、この名前は、おそらくこの科の精神活性種の鎮静作用のある薬理学的特性を指して、ラテン語の動詞solare (「鎮める」という意味)に由来している可能性があります。 [ 6 ]
「ナイトシェード」という一般名は、中英語のnyght-shadeから直接派生したもので、古英語のnihtscada (文字通り「夜の影」) に由来し、ドイツ語のnachtschattenやオランダ語のnachtschadeなどのゲルマン語と同源です。これらの名前の由来は不明ですが、果実の外観に由来している可能性があります。[ 7 ]
ナス科植物は、草本、低木、樹木、つる植物、蔓植物、そして時には着生植物の形態をとります。一年生、二年生、多年生があり、直立または匍匐性です。地下に塊茎を持つものもあります。乳管も乳液も、着色した樹液もありません。基部または頂部に葉群を持つもの、あるいはそのどちらでもないものがあります。葉は一般的に互生、または互生対生（つまり、植物の基部では互生、花序に向かって対生）です。葉は草質、革質、または棘に変化することがあります。葉は一般的に有柄またはほぼ無柄で、まれに無柄です。無臭のものが多いですが、芳香性または悪臭を放つものもあります。葉身は単葉または複葉で、複葉は羽状深裂または三裂のいずれかです。葉脈は網状で、基部分裂組織を持たない。葉身は一般的に背腹性で、分泌腔を持たない。気孔は通常、葉の両面のうち片面のみに存在し、両面に存在することはまれである。
花は一般的に両性花ですが、雌雄同株、雄雌同株、雌雄異株の種もあります（ SolanumやSymonanthus の一部など）。花は昆虫によって最も一般的に受粉されます。[ 8 ]花は単生するか、頂生、集散花序、または腋生花序に集まって咲きます。花は中型で、芳香（Nicotiana）、悪臭（Anthocercis）、または無臭です。花は通常、放射相称、わずかに左右相称、または顕著に左右相称です（例えば、Schizanthus属の両唇花冠を持つ花など）。対称性の不規則性は、雄しべ、花被、またはその両方が同時に原因となっている可能性があります。大多数の種では、花は分化した花被を持ち、萼と花冠（それぞれ5枚の萼片と5枚の花弁を持つ）があり、雄しべが5本、雌しべが2本あり、上位子房を持つ雄しべ群を形成している[ 9 ]（そのため、五量体および四環性と呼ばれる）。雄しべは花弁に付着しており、通常は4または5の倍数で存在し、最も一般的には4または8である。雄しべは通常、子房下位にある。萼は合萼（萼片が結合して筒状になっている）であり、（4）5（6）個の節は等しく、5つの裂片があり、裂片は筒よりも短く、宿存性で、しばしば肥大する。花冠は通常、5枚の花弁があり、それらも結合して筒状になっている。花の形は、一般的に回転形（車輪状で、一平面に広がり、短い筒状）または管状（細長い円筒形の筒）、鐘形、または漏斗形である。
雄しべ群は、対生萼片（花弁と互生）内に（2）（4）5（6）本の遊離雄しべを持つ。雄しべは通常稔性があり、場合によっては（例えばサルピグロス亜科では）仮雄しべを持つ。後者の場合、通常、仮雄しべは1本（サルピグロス属）または3本（スキザンサス属）である。葯は上端で接触して環状になるか、完全に遊離し、背着または基着で孔裂開または小さな縦方向の亀裂を通して開口する。雄しべのフィラメントは糸状または扁平である。雄しべはサンゴ状管内に挿入されるか、突出する。植物は同時小胞子形成を示し、小胞子は四分子、四面体、または等二面体である。花粉粒は裂開時に二細胞性で、通常は開いて角張っている。
The gynoecium is bicarpelar (rarely three- or five-locular) with a superiorovary and two locules, which may be secondarily divided by false septa, as is the case for Nicandreae and Datureae. The gynoecium is located in an oblique position relative to the flower's median plane. They have one style and one stigma; the latter is simple or bilobate. Each locule has one to 50 ovules that are anatropous or hemianatropous with axillar placentation. The development of the embryo sack can be the same as for Polygonum or Allium species. The embryo sack's nuclear poles become fused before fertilization. The three antipodes are usually ephemeral or persistent as in the case of Atropa. The fruit can be a berry as in the case of the tomato or wolfberry, or a dehiscentcapsule as in Datura, or a drupe. The fruit has axial placentation. The capsules are normally septicidal or rarely loculicidal or valvate. The seeds are usually endospermic, oily (rarely starchy), and without obvious hairs. The seeds of most Solanaceae are round and flat, about 2–4 mm (0.079–0.157 in) in diameter. The embryo can be straight or curved, and has two cotyledons. Most species in the Solanaceae have 2n=24 chromosomes,[10] but the number may be a higher multiple of 12 due to polyploidy. Wild potatoes, of which there are about 200, are predominantly diploid (2 × 12 = 24 chromosomes), but triploid (3 × 12 = 36 chromosomes), tetraploid (4 × 12 = 48 chromosomes), pentaploid (5 × 12 = 60) and even hexaploid (6 × 12 = 72 chromosome) species or populations exist. The cultivated species Solanum tuberosum has 4 × 12 = 48 chromosomes. Some Capsicum species have 2 × 12 = 24 chromosomes, while others have 26 chromosomes.
Despite the previous description, the Solanaceae exhibit a large morphological variability, even in their reproductive characteristics. Examples of this diversity include:[11][12]
一般的に、ナス科植物は2つの心皮からなる雌蕊（花の雌性部分）を持つ。しかし、メラナンサス属は単心皮の雌蕊を持ち、トウガラシ属は3つまたは4つの心皮を持ち、ニカンドラ属は3つから5つの心皮を持ち、ジャボロサ属とトリアナエア属の一部の種は、イオクロマ・ウンベラツムは4つの心皮を持つ。
子房の室数は通常、心皮の数と同じです。しかし、チョウセンアサガオ属やリキア族の一部（グラボウスキア属、ヴァッソビア属など）のように、偽隔壁（各室を細分化する内部壁）が存在するため、室数が一致しない種も存在します。
胚珠は一般的に倒立しており、鋭く後ろに折り畳まれている（倒生胚珠）が、Phrodus、Grabowskia、Vassobiaのように胚珠が柄に対して直角に回転している（鐘形胚珠）属や、Cestrum、Capsicum、Schizanthus、Lyciumのように部分的に倒立している（半倒生胚珠）属もある。胚珠の数も、Grabowskiaでは各胚珠室に 2 対、 Lyciumでは各胚珠室に 1 対と、ごくまれにMelananthusのように各胚珠室に 1 つしかないものまで様々である。
ナス科植物の大部分の果実は液果または蒴果（ピキシディアを含む）であり、核果はまれである。液果は、亜科 Cestroideae、Solanoideae（Datura、Oryctus、Grabowskia、および Hyoscyameae 族を除く）、および Juanulloideae 族（ Markeaを除く）に一般的である。蒴果は、亜科 Cestroideae（ Cestrumを除く）および Schizanthoideae、族 Salpiglossoideae および Anthocercidoideae、およびDatura属に特徴的である。Hyoscyameae 族はピキシディアを持つ。核果は Lycieae 族および Iochrominae に典型的である。[ 13 ]
ナス科に関する最初の科学的記述の 1 つは、1763 年にフランスの博物学者ミシェル・アダンソンの『植物の科』にあります。彼は分類群に正式な名前を使用せず、単にグループを「Les Solanum」と名付けました。[ 14 ] : 215彼は合計 10 属を含めました。[ 14 ] : 218–219しかし、アダンソンは科の権威とはみなされておらず、その称号は代わりにフランスの植物学者アントワーヌ・ローラン・ド・ジュシューが保持しており、彼は 1789 年に彼の著書『Genera Plantarum』でこのグループに正式な学名を与えました。[ 15 ]ジュシューは分類群を目として分類し、「Solaneæ」という名前を使用しました。彼が分類した目には19属が含まれていたが、そのうちのいくつか（例えば、Verbascum blattaria [ 16 ] 、Bontia [ 17 ]、Crescentia cujete [ 18 ]など）は、現在ではこの科のメンバーとはみなされていない。[ 19 ] : 124–127 JussieuがSolanaceaeに含めた属の中には、 Boraginaceaeに属する可能性があると彼が提唱したものがあり、彼はGenera PlantarumでもBoraginaceaeと命名している。彼はSolanaceaeとBoraginaceaeの間には高い類似性があることを指摘し、これらを1つの目とみなすことができると提唱した。[ 19 ] : 132
ジュシューの発表後、分類学者は分類群を大幅に改訂、再検討、追加した。「Solaneæ」は1820年代までに科として再分類され、 [ 20 ] : 325 1830年代頃には一部の著者によって「Solanaceae」と呼ばれるようになり、[ 21 ] ICBN命名規則に従って1905年までに標準名となった。[ 22 ]
1835 年、ギルバート・バーネットはナス科の亜分類を初めて発表し、Cestridæ、Nolanidæ、Solanidæ、Verbascidæ の 4 つの亜群を含めた。[ 21 ] : 1106 Cestridæ と Solanidæ は亜科として広く受け入れられたが (後に Cestroideae と Solanoideae に改名)、Nolanidæ と Verbascidæ はナス科以外の特徴をいくつか持っていたため、バーネットによって暫定的に科に割り当てられただけであり[ 21 ] : 987、最終的には科から分離された。[ 23 ]いくつかのコア属はナス科の一部であると広く受け入れられたが、他の属は配置が不安定であった。一部の種がナス科とナス科以外の特徴を併せ持っているという問題は、ナス科の分類学において依然として大きな論争の原因となっている。[ 24 ] [ 25 ]ダッケオデンドロン科、ゴーツァ科、およびノラナ科は特に興味深いものでした。これらの科がナス科と近縁であることは以前から知られていましたが、どの程度関連しているかは不明でした。[ 26 ] [ 27 ]これら3つの科はすべてナス科と非常に類似した木部解剖構造を持ち、[ 27 ]少なくともゴーツァ科の場合は葉の解剖構造も同様です。[ 28 ]
20 世紀後半に分子系統学が登場したことで、遺伝学的データと化学的データを分岐分類学に組み込むことが可能になり、進化関係を明らかにする新しい強力な方法が提供されるようになった。[ 29 ] 1999 年に Olmstead らが行った初期の分子研究により、ナス科の分類が大幅に更新され、Cestroideae を 5 つの亜科に、Solaneae を複数の族に分割し、Nolanaと Geotzeaceae (Geotzoideae 亜科に降格) が実際にこの科のメンバーであることが判明した。[ 24 ]さらに研究を進めた結果、Duckeodendraceae もこの科に属することが判明した。[ 30 ]この科の内容については、現在ではほぼ合意が得られているが、亜群の正確な位置については依然として議論が続いている。2024 年 12 月のWorld Flora Online の分類では、この科には 8 つの亜科、18 族、103 属、2,729 種が記載されており、以下に示す。[ a ] [ 3 ]
ナス科の初期の進化は、化石記録が極めて乏しいこともあり、十分に理解されていません。化石記録では、ナス科として確実に特定されている種はわずか数十種です。[ 35 ]ナス科の起源の推定値は大きく異なり、分子時計では3090万年前から8330万年前まで幅があります。[ 2 ]しかし、最も古い化石ナス科であるPhysalis hunickeniiとPhysalis infinemundi [ 36 ]は、ナス科の最小年代を5200万年前と確実に示しています。[ 1 ]これらの化石の存在は、ナス科がこれまで考えられていたよりもかなり古い可能性が高いことを示しています。これらの化石がPhysalideae族の基部付近に位置していることから、この頃にはナス科はすでに現代の系統へと多様化し始めていたと考えられます。[ 36 ]
これらの新しい化石を用いて、2023年に研究チームはナス科植物の年代を約7330万年前と推定した。彼らの研究では、K-Pg大量絶滅後、ナス科は急速に多様化し始め、5600万年前までにすべての亜科が互いに分岐したと提唱した。ナス亜科は他の亜科から最後に分岐したが、最も多様化が進み、現在ではナス科植物全体の80%を占めている。暁新世-始新世温暖期には、ナス亜科のほぼすべての系統がわずか約400万年で互いに分岐した。[ 2 ]
ナス科は南アメリカ原産である。[ 37 ] [ 38 ] [ 36 ]この点において、主にアフリカ原産であるナス目（Solanales）の他の科とは異なっている。その結果として地理的に隔離されたことが、おそらくナス科が独自の系統へと最初に多様化した原因であると考えられる。[ 38 ]
南アメリカから、ナス科植物は多様化を続けながらアメリカ大陸の他の地域に急速に広がっていきました。 [ 37 ]ナス科植物が旧世界に広がったのは、その歴史の中で何度かありました。南アメリカから、ナス科植物は西は太平洋を越えてオセアニアに、東は大西洋を越えてアフリカに広がっていきました。ナス科植物は最初に北アメリカからユーラシア大陸に到達し、最近ではコロンブス交換の際に人間によって持ち込まれました。合計すると、ナス科植物が地球の海を越えて運ばれた自然散布イベントは約15〜20回ありました。これらのイベントは、種子が風の流れに乗って運ばれたり、海面に浮かんだり、鳥などの渡りをする動物によって運ばれたりするなど、さまざまな方法で起こった可能性があります。[ 37 ] [ 38 ]
ナス科内の正確な関係は一般的によく理解されていない。Olmstead ら (1999) は、科の内容を明確にし、その系統発生を概説した。Schwenkioideae、Goetzeoideae、Schizanthoideae が最も基底的で、Nicotianoideae と Solanoideae は十分に支持された「X=12」クレードを形成し、Petunioideae と Cestroideae は前者よりも後者に近い。X=12 クレード外の亜科の関係は支持が弱く、これは今後の多くの研究でも直面する問題である。[ 30 ] Särkinen ら (2013) による 1,000 種を超える研究でも、系統樹の基部付近の多くのクレードに対する支持が弱いことがわかった。この研究では、Duckeodendron、Schizanthus（亜科 Schizanthoideae）、および Goetzeoideae が最も基底的なグループに含まれることがわかったが、それらの間の関係は解明されず、Cestroideae、Schwenckioideae、および Petunioideae は、支持度は低いものの、十分に支持されている「X=12」クレード（Nicotianoideae + Solanoideae）に近いことがわかった。[ 35 ] Huang ら (2023) による別の大規模な研究では、 Schizanthus をすべてのナス科植物の中で最も基底的なグループとし、Cestroideae と Schwenkioideae を姉妹グループとし、Petunioideae を X=12 クレードの姉妹グループとした。この研究では、以前の研究と比較して、科内の多くの基底的なクレードに対する支持度はかなり高かったが、全体的には依然として低かった。[ 2 ]
ナス科植物は南極大陸を除くすべての大陸に分布していますが、種の多様性が最も高いのは中央アメリカと南アメリカです。オーストラリアとアフリカにも多様性の中心地があります。ナス科植物は砂漠から熱帯雨林まで、さまざまな生態系に生息しており、攪乱された地域に定着する二次植生によく見られます。一般的に、この科の植物は熱帯と温帯に分布しています。[ 40 ]
ジャガイモガ（Phthorimaea operculella）は、ナス科植物、特にジャガイモ（Solanum tuberosum）を好んで食べる寡食性昆虫です。雌のP. operculellaは葉に産卵し、孵化した幼虫は葉の葉肉を食べます。葉を食べた後、幼虫は下に潜り込み、植物の塊茎と根を食べます。[ 41 ]
ナス科の様々な種は、ソラニン、チャコニン、アトロピン、トマチンなど数百種類のアルカロイドを生成します。これらは植物によって天然の殺虫剤として使用され、侵入生物の細胞および生理学的プロセスを阻害します。これらは主に昆虫を対象としていますが、殺菌剤、殺線虫剤、殺菌剤としても機能します。[ 42 ]高濃度では、一部のアルカロイドは人間にも有毒ですが、他のアルカロイドは薬用、娯楽用、または料理用として求められています。
ソラニンは苦味のある有毒なグリコアルカロイドで、化学式はC 45 H 73 NO 15です。アルカロイドのソラニジンに炭水化物側鎖が結合して形成されます。ジャガイモやトマトなど、ナス科植物の葉、果実、塊茎に含まれています。その生成は草食動物に対する適応的な防御戦略と考えられています。ソラニン中毒は、胃腸障害（下痢、嘔吐、腹痛）と神経障害（幻覚、頭痛）を特徴とします。半数致死量は体重1kgあたり2～5mgです 。症状は摂取後8～12時間で現れます。例えばジャガイモに含まれるこれらのグリコアルカロイドの量は、栽培時の環境条件、貯蔵期間、品種によって大きく異なります。グリコアルカロイドの平均濃度は ジャガイモ1gあたり0.075mgである。[ 43 ]ソラニンは、Solanum nigrumやSolanum dulcamaraなどの種の果実や緑色のジャガイモを食べた人に中毒を引き起こすことがある。 [ 44 ] [ 45 ]
「トロパン」という用語は、生命の糸を断ち切るギリシャ神話の運命の女神アトロポスにちなんで名付けられたアトロパ属に由来します。この命名法は、その毒性と致死性を反映しています。これらは二環式有機窒素化合物（ IUPAC命名法：8-メチル-8-アザビシクロ[3.2.1]オクタン）で、化学式はC 8 H 15 Nです。これらのアルカロイドには、アトロピン、コカイン、スコポラミン、ヒヨスチアミンなどが含まれます。これらは、マンドラゴラ（Mandragora officinarumおよびM. autumnalis）、ヒヨス（Hyoscyamus niger）、ベラドンナ（Atropa belladonna）、チョウセンアサガオ（Datura stramonium） 、ブルグマンシアなどのさまざまな種、およびナス科の他の多くの種に見られます。[ 46 ]薬理学的には、これらは現存する最も強力な抗コリン薬であり、内因性神経伝達物質であるアセチルコリンによって伝達される神経信号を阻害します。より一般的には、多くの種類のアレルギー反応を止めることができます。過剰摂取の症状には、口渇、瞳孔散大、運動失調、尿閉、幻覚、痙攣、昏睡、および死亡が含まれる場合があります。アトロピンは、一般的に眼科で使用される薬剤で、瞳孔を拡張させることで眼球内部の検査を容易にします。実際、ルネサンス期のイタリアの高級娼婦たちは、アトロピン・ベラドンナの果実の汁を瞳孔拡張によって目の大きさを強調するために使用していました（「ベラドンナ」はイタリア語で「美しい女性」を意味します）。トロパン類は極めて毒性が強いにもかかわらず、ごく少量であれば有用な薬剤となります。有機リン系殺虫剤やサリン、VXなどの化学兵器への過剰曝露によって引き起こされるコリン作動性中毒を逆転させることができます。 スコポラミン（ヒヨスチアムス・ムティクスとスコポリア・カルニオリカに含まれる）は、制吐剤として使用されます。 against motion sickness or for people suffering from nausea as a result of receiving chemotherapy.[47][48] Scopolamine and hyoscyamine are the most widely used tropane alkaloids in pharmacology and medicine due to their effects on the parasympathetic nervous system. Atropine has a stimulant effect on the central nervous system and heart, whereas scopolamine has a sedative effect. These alkaloids cannot be substituted by any other class of compounds, so they are still in demand. This is one of the reasons for the development of an active field of research into the metabolism of the alkaloids, the enzymes involved, and the genes that produce them. Hyoscyamine 6-β-hydroxylase, for example, catalyses the hydroxylation of hyoscyamine that leads to the production of scopolamine at the end of the tropane's biosynthetic pathway. This enzyme has been isolated and the corresponding gene cloned from three species: H. niger, A. belladonna and B. candida.[49][50][51]
Nicotine (IUPAC nomenclature (S)-3-(1-methylpyrrolidin-2-yl) pyridine) is a pyrrolidine alkaloid produced in large quantities in the tobacco plant (Nicotiana tabacum). Edible Solanaceae such as eggplants, tomatoes, potatoes, and peppers also contain nicotine, but at concentrations 100,000 to 1,000,000 times less than tobacco.[52][53] Nicotine's function in a plant is to act as a defense against herbivores, as it is a very effective neurotoxin, in particular against insects. In fact, nicotine has been used for many years as an insecticide, though its use is currently being replaced by synthetic molecules derived from its structure. At low concentrations, nicotine acts as a stimulant in mammals, which causes the dependency in smokers. Like the tropanes, it acts on cholinergic neurons, but with the opposite effect (it is an agonist as opposed to an antagonist). It has a higher specificity for nicotinic acetylcholine receptors than other ACh proteins.
カプサイシン（IUPAC命名法：8-メチル-N-バニリル-トランス-6-ノネンアミド）は、ニコチンやトロパン類とは構造的に異なります。トウガラシ属（Capsicum ）の植物に含まれており、この属には唐辛子やハバネロなどが含まれます。カプサイシンは、これらのスパイスのスコヴィル値を決定する有効成分です。この化合物は、人間に対しては目立った毒性はありません。しかし、ほとんどの哺乳類において、特に口腔粘膜やその他の上皮組織における熱の知覚に関連する特定の痛覚受容体を刺激します。カプサイシンがこれらの粘膜に接触すると、火傷とほとんど変わらない灼熱感を引き起こします。カプサイシンは哺乳類にのみ影響し、鳥類には影響しません。トウガラシの種子は鳥類の消化管を通過して生き残ることができます。種子が発芽できるほど成熟すると果実が鮮やかな色になり、鳥の注意を引き、鳥が種子を散布します。カプサイシン抽出物は、攻撃的な哺乳類に対する有効な抑止力であるペッパースプレーの製造に使用されます。[ 54 ]
ナス科には、ジャガイモ ( Solanum tuberosum )、トマト ( Solanum lycopersicum )、ピーマン ( Capsicum sp )、ナス ( Solanum melongena ) などの重要な食用植物が含まれています。南米原産のNicotiana tabacum は、現在ではタバコの生産のために世界中で栽培されています。多くのナス科植物は、世界のさまざまな地域で重要な雑草となっています。その重要性は、栽培植物の病原体や病気を媒介する可能性があるため、その存在によって収穫量の損失や収穫物の品質が低下するという点にあります。その例として、アザミウマを媒介し、関連する栽培植物に被害を与えるAcnistus arborescensやBrowalia americana [ 55 ]、そして、後に栽培ナス科植物に伝染するさまざまなタイプのウイルスを媒介するDaturaの特定の種が挙げられます。[ 56 ]南アフリカのSolanum mauritianumのような雑草種の中には、深刻な生態学的および経済的問題を引き起こすものがあり、昆虫を利用した生物的防除の開発を目的とした研究が行われている。[ 57 ]
ナス科に属するさまざまな植物種とその栽培品種は、観賞用の樹木、低木、一年草、多年生草本として栽培されています[ 58 ]。例としては、大きく垂れ下がったトランペット型の花のために栽培されるブルグマンシア×カンディダ（「エンジェルズトランペット」）や、花が非常に香りが良く、3日間かけて紫から白に色が変わるブルンフェルシア・ラティフォリアなどがあります。魅力的な花のために栽培される他の低木種には、紫がかった青い花を咲かせるリキアンテス・ラントネッティ（ブルーポテトブッシュまたはパラグアイナイトシェード）やニコチアナ・グラウカ（「ツリータバコ」）などがあります。観賞用として栽培される他のナス科の種や属には、ペチュニア（ペチュニア×ハイブリダ）、クコ属、ナス属、セストラム属、カリブラコア×ハイブリダ、 ソランドラ属などがあります。ペチュニアとカリブラコアの交雑種（ × Petchoa G. Boker & J. Shawと呼ばれる新しい属を構成する）が観賞用として販売されているものもある。 [ 59 ]他の多くの種、特にアルカロイドを生成する種は、薬理学や医学で使用されている（Nicotiana、Hyoscyamus、Datura）。[ 60 ]
この科に属する多くの種、例えばタバコやトマトなどは、基本的な生物学的疑問の研究に用いられるモデル生物です。ナス科植物のゲノム研究の一側面として、同じ遺伝子とタンパク質の集合体から、形態的にも生態学的にもこれほど異なる生物群が生まれる仕組みを解明しようとする国際プロジェクトがあります。このプロジェクトの最初の目的は、トマトのゲノムを解読することでした。これを実現するために、トマトの半数体ゲノムを構成する12本の染色体それぞれが、異なる国の異なるシーケンスセンターに割り当てられました。つまり、染色体1と10は米国で、3と11は中国で、2は韓国で、4は英国で、5はインドで、7はフランスで、8は日本で、9はスペインで、12はイタリアで解読されました。ミトコンドリアゲノムの配列決定はアルゼンチンで行われ、葉緑体ゲノムの配列決定は欧州連合で行われた。[ 61 ] [ 62 ]
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