A ben megjelent jelentés szerint eLifeA védelmi mechanizmusok, amelyeket a növények egy gyakori kártevő, a hernyó felismerésére és reagálására használnak, egyetlen génből származtak, amely több millió év alatt fejlődött ki. Phys.org portál.
A washingtoni tanulmány megállapította, hogy egyes növények, például a szójabab az idő múlásával elvesztették ezt a védőgént, de a szakértők szerint a gén újbóli bejuttatása (szelektív nemesítéssel vagy génmanipulációval) segíthet megvédeni a termést a terméskieséstől.
A növény egészsége attól függ az általa örökölt immunrendszert. A növényekben ez bizonyos típusú mintázatfelismerő receptorok öröklését jelenti, amelyek képesek különféle kórokozókat és peptideket kimutatni, és megfelelő immunválaszt váltanak ki.
A megfelelő típusú mintafelismerő receptorok öröklése lehetővé teszi a növények számára, hogy felismerjék a fenyegetéseket, és megbirkózzanak a betegségekkel és kártevőkkel.
Ennek a hiányosságnak a megszüntetése érdekében a csapat azon kulcsfontosságú evolúciós események azonosítását tűzte ki célul, amelyek lehetővé tették a növények számára, hogy válaszoljanak egy közös fenyegetésre: a hernyóra. Már korábban is ismert volt, hogy a hüvelyesek, köztük a mungóbab és a fekete szemű borsó, egyedülállóan képesek reagálni a hernyók szájában termelődő peptidekre, miközben átrágják a növény leveleit.
A tudósok részletesen tanulmányozták ennek a növénycsoportnak a genomját, hogy kiderítsék, vajon egy közös mintázatfelismerő receptor, az inceptin receptor (INR) változott-e az évmilliók során, és elnyerte-e vagy elvesztette-e a hernyók felismerésének képességét.
Azt találták, hogy egyetlen 28 millió éves receptorgén tökéletesen illeszkedik a hernyópeptidekre adott növényi immunválaszhoz. Azt is megállapították, hogy a legkorábbi növényi ősök leszármazottai között, akik először fejlesztették ki a receptorgént, több olyan faj is van, amely nem tud reagálni a hernyópeptidekre, vagyis elvesztette a gént.
Annak megértésére, hogy ez az ősi gén hogyan tette képessé a modern kórokozóktól származó új peptidek felismerésére, a csapat az ősi szekvencia-rekonstrukciónak nevezett technikát alkalmazta, amelyben az összes modern receptorból származó információkat egyesítették. gének a 28 millió éves eredeti szekvencia előrejelzéséhez. Ez az ősi receptor képes volt reagálni a hernyópeptidekre. Azonban egy kicsit régebbi verzió, amely 16 változást tartalmaz a receptorszekvenciában, kudarcot vallott.
Ezt A genetikai történelem, párosulva számítógépes modellekkel, amelyek megmutatják, hogy az ősi és a modern receptorszerkezetek miként térhettek el egymástól, támpontokat ad a receptor fejlődéséhez. Ez arra utal, hogy több mint 32 millió évvel ezelőtt egy új gén kulcsfontosságú inszercióját vitték be egy ősi növény genomjába, majd az új receptor különböző formáinak gyors fejlődése következett be. Ezen formák egyike képessé vált arra, hogy reagáljon a hernyópeptidekre, és ezen az új képességen ma már több tucat leszármazott hüvelyes faj osztozik.
A jövőben a tudósok azt remélik, hogy többet megtudhatnak azokról a genomléptékű folyamatokról, amelyek új receptordiverzitást generálnak, és növénycsoportokban azonosítják a még ismeretlen immunreceptorokat. Ahogy egyre több mennyiség érkezik A genomikai adatok alapján az ilyen megközelítések azonosítani fogják a „hiányzó” receptorokat, amelyek hasznos tulajdonságok a növényekbe való visszajuttatáshoz a haszonnövények védelmében.