Remiantis ataskaita, paskelbta m direktorė ElifeApsaugos mechanizmai, kuriuos augalai naudoja atpažindami ir reaguodami į įprastą kenkėją, vikšrą, išsivystė iš vieno geno, kuris išsivystė per milijonus metų, pranešama. Phys.org portalas.
Vašingtono mokslininkų atliktas tyrimas parodė, kad kai kurie augalai, pavyzdžiui, sojos pupelės, laikui bėgant prarado šį apsauginį geną, tačiau ekspertai teigia, kad pakartotinis geno įvedimas (veisiant, genų inžinerija) gali padėti apsaugoti pasėlius nuo derliaus nutrūkimo.
Augalo sveikatos būklė priklauso nuo imuninė sistema, kurią jis paveldi. Augaluose tai reiškia, kad paveldimi tam tikri modelio atpažinimo receptoriai, galintys aptikti įvairius patogenus ir peptidus bei sukelti atitinkamą imuninį atsaką.
Paveldėję tinkamus modelio atpažinimo receptorių tipus, augalai galėtų atpažinti grėsmes ir susidoroti su ligomis bei kenkėjais.
Siekdama užpildyti šią spragą, komanda nusprendė nustatyti pagrindinius evoliucijos įvykius, leidusius augalams reaguoti į bendrą grėsmę – vikšrą. Jau buvo žinoma, kad ankštinių augalų rūšys, įskaitant mung pupeles ir juodaakius žirnelius, turi unikalų gebėjimą reaguoti į peptidus, gaminamus vikšrų burnoje, kai jie graužia augalų lapus.
Mokslininkai išsamiai ištyrė šios augalų grupės genomus, siekdami išsiaiškinti, ar bendras modelio atpažinimo receptorius, vadinamas inceptino receptoriumi (INR), pasikeitė per milijonus metų, įgydamas arba praradęs gebėjimą atpažinti vikšrus.
Jie nustatė, kad vienas 28 milijonų metų senumo receptoriaus genas puikiai atitinka augalų imuninį atsaką į vikšrų peptidus. Jie taip pat nustatė, kad tarp seniausių augalų protėvių palikuonių, kurie pirmą kartą sukūrė receptorių geną, yra keletas rūšių, kurios negali reaguoti į vikšrų peptidus, tai yra, jie prarado šį geną.
Siekdama suprasti, kaip šis senovės genas įgijo gebėjimą atpažinti naujus peptidus šiuolaikiniuose patogenuose, komanda naudojo metodą, vadinamą protėvių sekos nustatymu, kurio metu jie sujungė informaciją iš visų šiuolaikinių receptorių. genai, leidžiantys numatyti pradinę 28 milijonų metų seką. Šis protėvių receptorius galėjo reaguoti į vikšrų peptidus. Tačiau šiek tiek senesnė versija su 16 receptorių sekos pakeitimų nepavyko.
Tai genetinė istorija kartu su kompiuteriniais modeliais, rodančiais, kaip galėjo skirtis senovės ir šiuolaikinių receptorių struktūros, pateikia užuominų apie receptorių evoliuciją. Tai rodo, kad daugiau nei prieš 32 milijonus metų į protėvių augalo genomą buvo įvestas pagrindinis naujas genų intarpas, o po to sparčiai vystėsi įvairios naujojo receptoriaus formos. Viena iš šių formų įgijo gebėjimą reaguoti į vikšrų peptidus, o šiuo nauju gebėjimu dabar naudojasi dešimtys ankštinių augalų rūšių.
Ateityje mokslininkai tikisi daugiau sužinoti apie genomo lygio procesus, kurie sukuria naują receptorių įvairovę ir nustato dar nežinomus imuninius receptorius augalų grupėse. Kaip vis daugiau Turint genominius duomenis, tokie metodai leistų nustatyti „trūkstamus“ receptorius, kurie yra naudingi bruožai, kuriuos reikia pakartotinai įtraukti į augalus, siekiant apsaugoti pasėlius.