Glede na poročilo, objavljeno v ELIFE, obrambni mehanizmi, ki jih rastline uporabljajo za prepoznavanje in odziv na običajnega škodljivca, gosenico, so se razvili iz enega samega gena, ki se je razvijal milijone let, poroča Portal Phys.org.
Študija washingtonskih znanstvenikov je pokazala, da so nekatere rastline, kot je soja, sčasoma izgubile ta zaščitni gen, vendar strokovnjaki menijo, da bi ponovna uvedba gena (z žlahtnjenjem, genskim inženiringom) lahko pomagala zaščititi pridelek pred izpadom pridelka.
Zdravstveno stanje rastline je odvisno od imunski sistem, ki ga podeduje. Pri rastlinah to pomeni dedovanje določenih tipov receptorjev za prepoznavanje vzorcev, ki lahko zaznajo različne patogene in peptide ter sprožijo ustrezen imunski odziv.
Dedovanje pravih tipov receptorjev za prepoznavanje vzorcev bi lahko rastlinam omogočilo, da prepoznajo grožnje in se spopadejo z boleznimi in škodljivci.
Da bi zapolnili to vrzel, se je ekipa odločila identificirati ključne evolucijske dogodke, ki so rastlinam omogočili, da se odzovejo na skupno grožnjo: gosenico. Za vrste stročnic, vključno s fižolom mungo in črnookim grahom, je bilo že znano, da imajo edinstveno sposobnost odzivanja na peptide, proizvedene v ustih gosenic, ko te pregriznejo rastlinske liste.
Znanstveniki so podrobno preučevali genome te skupine rastlin, da bi ugotovili, ali se je skupni receptor za prepoznavanje vzorcev, imenovan inceptinski receptor (INR), spremenil skozi milijone let in pridobil ali izgubil sposobnost prepoznavanja gosenic.
Ugotovili so, da se en sam 28 milijonov let star receptorski gen popolnoma ujema z imunskim odzivom rastlin na peptide gosenice. Ugotovili so tudi, da je med potomci najstarejših rastlinskih prednikov, ki so prvi razvili gen za receptor, več vrst, ki se ne morejo odzvati na peptide gosenice, torej so ta gen izgubile.
Da bi razumeli, kako je ta starodavni gen pridobil sposobnost prepoznavanja novih peptidov v sodobnih patogenih, je ekipa uporabila tehniko, imenovano sekvenciranje prednikov, v kateri so združili informacije iz vseh sodobnih receptorjev. genov za napovedovanje prvotnega zaporedja pri starosti 28 milijonov let. Ta receptor prednikov se je lahko odzval na peptide gosenice. Nekoliko starejša različica s 16 spremembami v zaporedju receptorjev pa ni uspela.
To genetska zgodovina, skupaj z računalniškimi modeli, ki prikazujejo, kako so se starodavne in sodobne strukture receptorjev morda razlikovale, dajejo namige o tem, kako se je receptor razvil. To nakazuje, da je bil pred več kot 32 milijoni let v genom rastline prednikov uveden ključni nov genski vložek, čemur je sledil hiter razvoj različnih oblik novega receptorja. Ena od teh oblik je pridobila sposobnost odzivanja na peptide gosenice in to novo sposobnost si zdaj deli na desetine potomcev vrst stročnic.
Znanstveniki upajo, da bodo v prihodnosti izvedeli več o procesih na ravni genoma, ki ustvarjajo novo raznolikost receptorjev in identificirajo še neznane imunske receptorje v skupinah rastlin. Kot vedno več Z genomskimi podatki bi takšni pristopi identificirali "manjkajoče" receptorje, ki so uporabne lastnosti za ponovno uvedbo v rastline, da bi zaščitili pridelke.