Ayon sa ulat na inilathala sa eLife, ang mga mekanismo ng pagtatanggol na ginagamit ng mga halaman upang makilala at tumugon sa isang karaniwang peste, ang uod, na nagmula sa isang gene na umunlad sa paglipas ng milyun-milyong taon, ulat Portal ng Phys.org.
Ang isang pag-aaral ng mga siyentipiko sa Washington ay nagpakita na ang ilang mga halaman, tulad ng soybeans, ay nawala ang proteksiyon na gene sa paglipas ng panahon, ngunit ang mga eksperto ay nagmumungkahi na ang muling pagpapakilala ng gene (sa pamamagitan ng pag-aanak, genetic engineering) ay maaaring makatulong na protektahan ang pananim mula sa pagkabigo ng pananim.
Ang kalagayan ng kalusugan ng isang halaman ay nakasalalay sa ang immune system na minana nito. Sa mga halaman, nangangahulugan ito ng pagmamana ng ilang uri ng mga receptor ng pagkilala ng pattern na maaaring makakita ng iba't ibang mga pathogen at peptide at mag-trigger ng naaangkop na immune response.
Ang pagmamana ng mga tamang uri ng mga receptor ng pagkilala ng pattern ay maaaring magbigay-daan sa mga halaman na makilala ang mga banta at makayanan ang mga sakit at peste.
Upang punan ang puwang na ito, ang koponan ay nagtakda upang tukuyin ang mga pangunahing kaganapan sa ebolusyon na nagpapahintulot sa mga halaman na tumugon sa isang karaniwang banta: ang uod. Ang mga species ng legume, kabilang ang mung beans at black-eyed peas, ay kilala na na may kakaibang kakayahan na tumugon sa mga peptide na ginawa sa bibig ng mga uod habang sila ay gumagapang sa mga dahon ng halaman.
Pinag-aralan ng mga siyentipiko ang mga genome ng grupong ito ng mga halaman nang detalyado upang makita kung ang isang karaniwang pattern recognition receptor na tinatawag na inceptin receptor (INR) ay nagbago sa paglipas ng milyun-milyong taon, pagkakaroon o pagkawala ng kakayahang makilala ang mga caterpillar.
Natagpuan nila na ang isang solong 28-milyong taong gulang na receptor gene ay perpektong tumutugma sa immune response ng mga halaman sa caterpillar peptides. Natagpuan din nila na sa mga inapo ng mga pinakalumang ninuno ng halaman na unang bumuo ng receptor gene, mayroong ilang mga species na hindi tumugon sa mga peptide ng caterpillar, iyon ay, nawala ang gene na ito.
Upang maunawaan kung paano nakuha ng sinaunang gene na ito ang kakayahang makilala ang mga bagong peptide sa mga modernong pathogen, gumamit ang koponan ng isang pamamaraan na tinatawag na ancestral sequencing, kung saan pinagsama nila ang impormasyon mula sa lahat ng modernong receptor. mga gene upang mahulaan ang orihinal na pagkakasunud-sunod sa 28 milyong taong gulang. Ang ancestral receptor na ito ay nakatugon sa caterpillar peptides. Gayunpaman, nabigo ang isang bahagyang mas lumang bersyon na may 16 na pagbabago sa sequence ng receptor.
Ito genetic history, kasama ang mga modelo ng computer na nagpapakita kung paano maaaring magkaiba ang sinaunang at modernong mga istruktura ng receptor, ay nagbibigay ng mga pahiwatig sa kung paano umunlad ang receptor. Iminumungkahi nito na higit sa 32 milyong taon na ang nakalilipas, ang isang pangunahing bagong gene insert ay ipinakilala sa genome ng isang ancestral na halaman, na sinundan ng mabilis na ebolusyon ng magkakaibang anyo ng bagong receptor. Ang isa sa mga form na ito ay nakakuha ng kakayahang tumugon sa mga caterpillar peptides, at ang bagong kakayahan na ito ay ibinabahagi na ngayon ng dose-dosenang mga descendant species ng legume.
Sa hinaharap, umaasa ang mga siyentipiko na matuto nang higit pa tungkol sa mga proseso sa antas ng genome na bumubuo ng bagong pagkakaiba-iba ng receptor at nakikilala ang mga hindi pa kilalang immune receptor sa mga grupo ng halaman. Parami nang parami Sa genomic data, matutukoy ng gayong mga diskarte ang mga "nawawalang" mga receptor na kapaki-pakinabang na mga katangian upang muling maipasok sa mga halaman upang makatulong na protektahan ang mga pananim.