aastal avaldatud aruande kohaselt eLife, kaitsemehhanismid, mida taimed kasutavad levinud kahjuri rööviku äratundmiseks ja sellele reageerimiseks, arenesid välja ühest geenist, mis arenes välja miljonite aastate jooksul, teatab Phys.org portaal.
Washingtoni teadlaste uuring on näidanud, et mõned taimed, näiteks sojaoad, on selle kaitsva geeni aja jooksul kaotanud, kuid eksperdid viitavad sellele, et geeni taastoomine (aretuse, geenitehnoloogia abil) võib aidata kaitsta saaki saagi ebaõnnestumise eest.
Taime tervislik seisund sõltub sellest immuunsüsteem, mille see pärib. Taimedel tähendab see teatud tüüpi mustrituvastusretseptorite pärimist, mis suudavad tuvastada erinevaid patogeene ja peptiide ning vallandada sobiva immuunvastuse.
Õiget tüüpi mustrituvastusretseptorite pärimine võib võimaldada taimedel ohte ära tunda ning haiguste ja kahjuritega toime tulla.
Selle lünga täitmiseks otsustas meeskond välja selgitada peamised evolutsioonilised sündmused, mis võimaldasid taimedel reageerida ühisele ohule: röövikule. Kaunviljaliikidel, sealhulgas mungoadel ja mustsilmhernestel, oli juba teada, et neil on ainulaadne võime reageerida röövikute suus tekkivatele peptiididele, kui nad taimelehti läbi närivad.
Teadlased uurisid üksikasjalikult selle taimerühma genoome, et näha, kas tavaline mustrituvastuse retseptor, mida nimetatakse inceptiini retseptoriks (INR), on miljonite aastate jooksul muutunud, omandades või kaotades võime röövikuid ära tunda.
Nad leidsid, et üksainus 28 miljoni aasta vanune retseptorgeen ühtib ideaalselt taimede immuunvastusega röövikupeptiididele. Samuti leidsid nad, et kõige vanemate taimede esivanemate järeltulijate seas, kes esmakordselt arendasid retseptorgeeni, on mitu liiki, mis ei suuda röövikupeptiididele reageerida, see tähendab, et nad on selle geeni kaotanud.
Et mõista, kuidas see iidne geen omandas võime ära tunda uusi peptiide tänapäevastes patogeenides, kasutas meeskond tehnikat, mida nimetatakse esivanemate järjestamiseks, mille käigus nad ühendasid teabe kõigist kaasaegsetest retseptoritest. geenid, et ennustada algset järjestust 28 miljoni aasta vanuselt. See esivanemate retseptor suutis reageerida röövikupeptiididele. Kuid veidi vanem versioon 16 muudatusega retseptori järjestuses ebaõnnestus.
See geneetiline ajalugu koos arvutimudelitega, mis näitavad, kuidas iidsed ja kaasaegsed retseptorite struktuurid võisid erineda, annavad vihjeid retseptori arengu kohta. See viitab sellele, et enam kui 32 miljonit aastat tagasi viidi esivanemate taime genoomi uus võtmetähtsusega geenisisend, millele järgnes uue retseptori erinevate vormide kiire areng. Üks neist vormidest omandas võime reageerida röövikupeptiididele ja seda uut võimet jagavad nüüd kümned järeltulijad kaunviljade liigid.
Tulevikus loodavad teadlased rohkem teada saada genoomitasandi protsessidest, mis tekitavad uut retseptorite mitmekesisust ja tuvastavad taimerühmades seni tundmatuid immuunretseptoreid. Nagu aina enam Genoomiandmete abil tuvastaksid sellised lähenemisviisid "puuduvad" retseptorid, mis on kasulikud tunnused, mis on kasulikud taimedesse taastoomiseks, et aidata põllukultuure kaitsta.