Segons un informe publicat a ELIFE, els mecanismes de defensa que utilitzen les plantes per reconèixer i respondre a una plaga comuna, l'eruga, van evolucionar a partir d'un únic gen que va evolucionar durant milions d'anys, informa Portal Phys.org.
Un estudi de científics de Washington ha demostrat que algunes plantes, com la soja, han perdut aquest gen protector amb el pas del temps, però els experts suggereixen que la reintroducció del gen (a través de la millora, l'enginyeria genètica) pot ajudar a protegir el cultiu de la fallada del cultiu.
Depèn de l'estat de salut d'una planta el sistema immunitari que hereta. A les plantes, això significa heretar certs tipus de receptors de reconeixement de patrons que poden detectar diversos patògens i pèptids i desencadenar una resposta immune adequada.
L'herència dels tipus adequats de receptors de reconeixement de patrons podria permetre a les plantes reconèixer les amenaces i fer front a malalties i plagues.
Per omplir aquest buit, l'equip es va proposar identificar els esdeveniments evolutius clau que van permetre a les plantes respondre a una amenaça comuna: l'eruga. Les espècies de llegums, incloses les mongetes mungo i els pèsols d'ulls negres, ja se sabia que tenien una capacitat única de respondre als pèptids produïts a la boca de les erugues mentre roseguen les fulles de les plantes.
Els científics van estudiar amb detall els genomes d'aquest grup de plantes per veure si un receptor comú de reconeixement de patrons anomenat receptor d'inceptin (INR) ha canviat al llarg de milions d'anys, guanyant o perdent la capacitat de reconèixer les erugues.
Van trobar que un únic gen receptor de 28 milions d'anys coincideix perfectament amb la resposta immune de les plantes als pèptids d'eruga. També van trobar que entre els descendents dels avantpassats vegetals més antics que van desenvolupar per primera vegada el gen receptor, hi ha diverses espècies que no poden respondre als pèptids d'eruga, és a dir, han perdut aquest gen.
Per entendre com aquest gen antic va adquirir la capacitat de reconèixer nous pèptids en patògens moderns, l'equip va utilitzar una tècnica anomenada seqüenciació ancestral, en la qual van combinar informació de tots els receptors moderns. gens per predir la seqüència original als 28 milions d'anys. Aquest receptor ancestral va ser capaç de respondre als pèptids d'eruga. Tanmateix, una versió una mica més antiga amb 16 canvis en la seqüència del receptor va fallar.
Aquesta La història genètica, juntament amb models informàtics que mostren com les estructures de receptors antigues i modernes poden haver diferit, proporcionen pistes sobre com va evolucionar el receptor. Això suggereix que fa més de 32 milions d'anys, es va introduir una nova inserció genètica clau al genoma d'una planta ancestral, seguida de la ràpida evolució de diverses formes del nou receptor. Una d'aquestes formes va adquirir la capacitat de respondre als pèptids d'eruga, i aquesta nova capacitat ara la comparteixen desenes d'espècies de llegums descendents.
En el futur, els científics esperen aprendre més sobre els processos a nivell del genoma que generen una nova diversitat de receptors i identificar receptors immunitaris encara desconeguts en grups de plantes. Com més i més Amb les dades genòmiques, aquests enfocaments identificarien receptors "falts" que són trets útils per reintroduir a les plantes per ajudar a protegir els cultius.