Menurut laporan yang diterbitkan dalam eLife, mekanisme pertahanan yang digunakan tumbuhan untuk mengenali dan bertindak balas terhadap perosak biasa, ulat, berkembang daripada gen tunggal yang berkembang selama berjuta-juta tahun, lapor Portal Phys.org.
Satu kajian oleh saintis Washington telah menunjukkan bahawa sesetengah tumbuhan, seperti kacang soya, telah kehilangan gen pelindung ini dari masa ke masa, tetapi pakar mencadangkan bahawa memperkenalkan semula gen (melalui pembiakan, kejuruteraan genetik) boleh membantu melindungi tanaman daripada kegagalan tanaman.
Status kesihatan tumbuhan bergantung kepada sistem imun yang diwarisinya. Dalam tumbuhan, ini bermakna mewarisi jenis reseptor pengecaman corak tertentu yang boleh mengesan pelbagai patogen dan peptida dan mencetuskan tindak balas imun yang sesuai.
Mewarisi jenis reseptor pengecaman corak yang betul boleh membolehkan tumbuhan mengenali ancaman dan menghadapi penyakit dan perosak.
Untuk mengisi jurang ini, pasukan itu menetapkan untuk mengenal pasti peristiwa evolusi utama yang membolehkan tumbuhan bertindak balas terhadap ancaman biasa: ulat. Spesies kekacang, termasuk kacang hijau dan kacang bermata hitam, sudah diketahui mempunyai keupayaan unik untuk bertindak balas terhadap peptida yang dihasilkan dalam mulut ulat semasa mereka menggerogoti daun tumbuhan.
Para saintis mengkaji genom kumpulan tumbuhan ini secara terperinci untuk melihat sama ada reseptor pengecaman corak biasa yang dipanggil reseptor inceptin (INR) telah berubah selama berjuta-juta tahun, memperoleh atau kehilangan keupayaan untuk mengenali ulat.
Mereka mendapati bahawa satu gen reseptor berusia 28 juta tahun sangat sepadan dengan tindak balas imun tumbuhan terhadap peptida ulat. Mereka juga mendapati bahawa antara keturunan nenek moyang tumbuhan tertua yang mula-mula membangunkan gen reseptor, terdapat beberapa spesies yang tidak dapat bertindak balas terhadap peptida ulat, iaitu, mereka telah kehilangan gen ini.
Untuk memahami bagaimana gen purba ini memperoleh keupayaan untuk mengenali peptida baharu dalam patogen moden, pasukan itu menggunakan teknik yang dipanggil penjujukan nenek moyang, di mana mereka menggabungkan maklumat daripada semua reseptor moden. gen untuk meramalkan urutan asal pada usia 28 juta tahun. Reseptor nenek moyang ini dapat bertindak balas terhadap peptida ulat. Walau bagaimanapun, versi yang lebih lama dengan 16 perubahan dalam urutan reseptor gagal.
Ini sejarah genetik, bersama-sama dengan model komputer yang menunjukkan bagaimana struktur reseptor kuno dan moden mungkin berbeza, memberikan petunjuk tentang bagaimana reseptor itu berkembang. Ini menunjukkan bahawa lebih daripada 32 juta tahun yang lalu, sisipan gen baharu yang penting telah diperkenalkan ke dalam genom tumbuhan nenek moyang, diikuti dengan evolusi pesat pelbagai bentuk reseptor baharu. Salah satu daripada bentuk ini memperoleh keupayaan untuk bertindak balas terhadap peptida ulat, dan keupayaan baharu ini kini dikongsi oleh berpuluh-puluh spesies kekacang keturunan.
Pada masa hadapan, saintis berharap untuk mengetahui lebih lanjut tentang proses peringkat genom yang menjana kepelbagaian reseptor baharu dan mengenal pasti reseptor imun yang belum diketahui dalam kumpulan tumbuhan. Semakin ramai Dengan data genomik, pendekatan sedemikian akan mengenal pasti reseptor "hilang" yang merupakan ciri berguna untuk diperkenalkan semula ke dalam tumbuhan untuk membantu melindungi tanaman.