Према извештају објављеном у Елифе, одбрамбени механизми које биљке користе да препознају и реагују на уобичајену штеточину, гусеницу, настали су из једног гена који је еволуирао милионима година, извештава Пхис.орг портал.
Вашингтонска студија је открила да су неке биљке, као што је соја, временом изгубиле овај заштитни ген, али стручњаци сугеришу да би поновно увођење гена (кроз селективни узгој или генетски инжењеринг) могло помоћи у заштити усева од пропадања усева.
Здравље биљке зависи од имуни систем који наслеђује. Код биљака то значи наслеђивање одређених типова рецептора за препознавање образаца који могу да открију различите патогене и пептиде и покрену одговарајући имуни одговор.
Наслеђивање правих типова рецептора за препознавање образаца може омогућити биљкама да препознају претње и да се носе са болестима и штеточинама.
Да би решио овај јаз, тим је кренуо да идентификује кључне еволуционе догађаје који су омогућили биљкама да одговоре на заједничку претњу: гусеницу. Већ је било познато да врсте махунарки, укључујући мунго пасуљ и црнооки грашак, имају јединствену способност да реагују на пептиде који се производе у устима гусеница док жваћу листове биљака.
Научници су детаљно проучавали геноме ове групе биљака како би открили да ли се заједнички рецептор за препознавање образаца, назван инцептин рецептор (ИНР), мењао милионима година, добијајући или губећи способност препознавања гусеница.
Открили су да један ген рецептора стар 28 милиона година савршено одговара имунолошком одговору биљке на пептиде гусенице. Такође су открили да међу потомцима најранијих биљних предака који су први развили ген рецептора, постоји неколико врста које не могу да реагују на пептиде гусенице, односно изгубиле су ген.
Да би разумели како је овај древни ген стекао способност да препозна нове пептиде од савремених патогена, тим је користио технику названу реконструкција секвенце предака, у којој су комбиновали информације са свих савремених рецептора. гене за предвиђање оригиналне секвенце старе 28 милиона година. Овај рецептор предака је био у стању да одговори на пептиде гусенице. Међутим, нешто старија верзија са 16 промена у секвенци рецептора није успела.
Ово генетска историја, заједно са компјутерским моделима који показују како су се древне и модерне структуре рецептора могле разликовати, дају назнаке о томе како је рецептор еволуирао. Ово сугерише да је пре више од 32 милиона година, кључно уметање новог гена уведено у геном биљке предака, праћено брзом еволуцијом различитих облика новог рецептора. Један од ових облика стекао је способност да реагује на пептиде гусенице, а ову нову способност сада деле десетине врста махунарки потомака.
У будућности, научници се надају да ће сазнати више о процесима на нивоу генома који стварају нову разноликост рецептора и идентификују још непознате имуне рецепторе у биљним групама. Како пристижу све веће количине геномски подаци, такви приступи ће идентификовати „недостајуће“ рецепторе који су корисне особине за поновно увођење у биљке како би се заштитили усеви.