Potrivit unui raport publicat în eLife, mecanismele de apărare pe care plantele le folosesc pentru a recunoaște și a răspunde la un dăunător comun, omida, au evoluat dintr-o singură genă care a evoluat de-a lungul a milioane de ani, relatează Portalul Phys.org.
Un studiu realizat de oamenii de știință de la Washington a arătat că unele plante, cum ar fi soia, au pierdut această genă de protecție în timp, dar experții sugerează că reintroducerea genei (prin reproducere, inginerie genetică) poate ajuta la protejarea culturii de eșecul recoltei.
Starea de sănătate a unei plante depinde de sistemul imunitar pe care îl moștenește. La plante, aceasta înseamnă moștenirea anumitor tipuri de receptori de recunoaștere a modelelor care pot detecta diferiți agenți patogeni și peptide și pot declanșa un răspuns imun adecvat.
Moștenirea tipurilor potrivite de receptori de recunoaștere a modelelor ar putea permite plantelor să recunoască amenințările și să facă față bolilor și dăunătorilor.
Pentru a umple acest gol, echipa și-a propus să identifice evenimentele evolutive cheie care au permis plantelor să răspundă la o amenințare comună: omida. Speciile de leguminoase, inclusiv fasole mung și mazăre cu ochi negri, erau deja cunoscute ca având o capacitate unică de a răspunde la peptidele produse în gura omizilor în timp ce roade frunzele plantelor.
Oamenii de știință au studiat în detaliu genomul acestui grup de plante pentru a vedea dacă un receptor comun de recunoaștere a modelelor numit receptor de inceptin (INR) s-a schimbat de-a lungul a milioane de ani, câștigând sau pierzând capacitatea de a recunoaște omizi.
Ei au descoperit că o singură genă receptoră veche de 28 de milioane de ani se potrivește perfect cu răspunsul imun al plantelor la peptidele omizi. Ei au descoperit, de asemenea, că printre descendenții celor mai vechi strămoși ai plantelor care au dezvoltat pentru prima dată gena receptorului, există mai multe specii care nu pot răspunde la peptidele omidă, adică au pierdut această genă.
Pentru a înțelege modul în care această genă străveche a dobândit capacitatea de a recunoaște noi peptide în agenții patogeni moderni, echipa a folosit o tehnică numită secvențiere ancestrală, în care au combinat informații de la toți receptorii moderni. gene pentru a prezice secvența originală la 28 de milioane de ani. Acest receptor ancestral a fost capabil să răspundă la peptidele omizi. Cu toate acestea, o versiune puțin mai veche cu 16 modificări în secvența receptorului a eșuat.
Acest Istoria genetică, împreună cu modelele computerizate care arată modul în care structurile receptorilor antice și moderne ar fi putut fi diferite, oferă indicii despre modul în care a evoluat receptorul. Acest lucru sugerează că în urmă cu mai mult de 32 de milioane de ani, o nouă inserție de genă cheie a fost introdusă în genomul unei plante ancestrale, urmată de evoluția rapidă a diverselor forme ale noului receptor. Una dintre aceste forme a dobândit capacitatea de a răspunde la peptidele omizi, iar această nouă abilitate este acum împărtășită de zeci de specii de leguminoase descendente.
În viitor, oamenii de știință speră să învețe mai multe despre procesele la nivel de genom care generează o nouă diversitate de receptori și să identifice receptori imunitari încă necunoscuți în grupuri de plante. Din ce in ce mai mult Cu datele genomice, astfel de abordări ar identifica receptorii „lipsă” care sunt trăsături utile de reintrodus în plante pentru a ajuta la protejarea culturilor.