Podle zprávy zveřejněné v eLifeobranné mechanismy, které rostliny používají k rozpoznání a reakci na běžného škůdce, housenku, se vyvinuly z jediného genu, který se vyvíjel miliony let, uvádí Portál Phys.org.
Studie washingtonských vědců ukázala, že některé rostliny, jako je sója, časem tento ochranný gen ztratily, ale odborníci naznačují, že znovuzavedení genu (prostřednictvím šlechtění, genetického inženýrství) může pomoci chránit úrodu před neúrodou.
Zdravotní stav rostliny závisí na imunitní systém, který zdědí. U rostlin to znamená zdědit určité typy receptorů pro rozpoznávání vzorů, které dokážou detekovat různé patogeny a peptidy a spustit vhodnou imunitní odpověď.
Zdědění správných typů receptorů pro rozpoznávání vzorů by rostlinám umožnilo rozpoznat hrozby a vyrovnat se s chorobami a škůdci.
Aby tým zaplnil tuto mezeru, rozhodl se identifikovat klíčové evoluční události, které rostlinám umožnily reagovat na společnou hrozbu: housenku. O druzích luštěnin, včetně fazolí mungo a hrachu černookého, bylo již známo, že mají jedinečnou schopnost reagovat na peptidy produkované v tlamě housenek, když prokusují listy rostlin.
Vědci podrobně studovali genomy této skupiny rostlin, aby zjistili, zda se běžný receptor pro rozpoznávání vzorů nazývaný inceptinový receptor (INR) za miliony let změnil a získal nebo ztratil schopnost rozpoznávat housenky.
Zjistili, že jediný 28 milionů let starý receptorový gen dokonale odpovídá imunitní reakci rostlin na housenkové peptidy. Zjistili také, že mezi potomky nejstarších rostlinných předků, kteří jako první vyvinuli receptorový gen, existuje několik druhů, které nemohou reagovat na housenkové peptidy, to znamená, že tento gen ztratily.
K pochopení toho, jak tento starověký gen získal schopnost rozpoznávat nové peptidy v moderních patogenech, použil tým techniku zvanou sekvenování předků, ve které kombinovali informace ze všech moderních receptorů. geny k předpovědi původní sekvence staré 28 milionů let. Tento receptor předků byl schopen reagovat na housenkové peptidy. O něco starší verze s 16 změnami v receptorové sekvenci však selhala.
toto genetická historie spolu s počítačovými modely ukazujícími, jak se staré a moderní struktury receptorů mohly lišit, poskytují vodítka k tomu, jak se receptor vyvinul. To naznačuje, že před více než 32 miliony let byl do genomu rostliny předků vložen klíčový nový genový insert, po kterém následoval rychlý vývoj různých forem nového receptoru. Jedna z těchto forem získala schopnost reagovat na housenkové peptidy a tuto novou schopnost nyní sdílejí desítky potomků druhů luštěnin.
V budoucnu vědci doufají, že se dozvědí více o procesech na úrovni genomu, které generují novou rozmanitost receptorů a identifikují dosud neznámé imunitní receptory ve skupinách rostlin. Jako víc a víc S genomickými daty by takové přístupy identifikovaly "chybějící" receptory, které jsou užitečné vlastnosti pro opětovné zavedení do rostlin, aby pomohly chránit plodiny.