Segundo un informe publicado en eLife, os mecanismos de defensa que usan as plantas para recoñecer e responder a unha praga común, a eiruga, evolucionaron a partir dun único xene que evolucionou ao longo de millóns de anos, informa Portal Phys.org.
Un estudo realizado por científicos de Washington demostrou que algunhas plantas, como a soia, perderon este xene protector co paso do tempo, pero os expertos suxiren que reintroducir o xene (a través da reprodución, a enxeñaría xenética) pode axudar a protexer a colleita contra a falla da colleita.
O estado de saúde dunha planta depende de o sistema inmunitario que herda. Nas plantas, isto significa herdar certos tipos de receptores de recoñecemento de patróns que poden detectar varios patóxenos e péptidos e desencadear unha resposta inmune adecuada.
A herdanza dos tipos correctos de receptores de recoñecemento de patróns podería permitir ás plantas recoñecer as ameazas e facer fronte ás enfermidades e pragas.
Para cubrir este oco, o equipo propúxose identificar os principais eventos evolutivos que permitiron ás plantas responder a unha ameaza común: a eiruga. Xa se sabía que as especies de leguminosas, incluíndo feixóns mungo e chícharos de ollos negros, tiñan unha capacidade única para responder aos péptidos producidos na boca das eirugas mentres roen as follas das plantas.
Os científicos estudaron en detalle os xenomas deste grupo de plantas para ver se un receptor común de recoñecemento de patróns chamado receptor de inceptin (INR) cambiou ao longo de millóns de anos, gañando ou perdendo a capacidade de recoñecer as eirugas.
Descubriron que un único xene receptor de 28 millóns de anos coincide perfectamente coa resposta inmune das plantas aos péptidos da eiruga. Tamén descubriron que entre os descendentes dos antepasados vexetais máis antigos que desenvolveron por primeira vez o xene receptor, hai varias especies que non poden responder aos péptidos das eirugas, é dicir, perderon este xene.
Para comprender como este xene antigo adquiriu a capacidade de recoñecer novos péptidos en patóxenos modernos, o equipo utilizou unha técnica chamada secuenciación ancestral, na que combinaban información de todos os receptores modernos. xenes para predicir a secuencia orixinal aos 28 millóns de anos. Este receptor ancestral foi capaz de responder aos péptidos das eirugas. Non obstante, fallou unha versión un pouco máis antiga con 16 cambios na secuencia do receptor.
Este a historia xenética, xunto con modelos informáticos que mostran como as estruturas dos receptores antigas e modernas puideron diferir, proporcionan pistas sobre como evolucionou o receptor. Isto suxire que hai máis de 32 millóns de anos introduciuse un novo xene clave no xenoma dunha planta ancestral, seguido da rápida evolución de diversas formas do novo receptor. Unha destas formas adquiriu a capacidade de responder aos péptidos das eirugas, e esta nova capacidade é agora compartida por decenas de especies de leguminosas descendentes.
No futuro, os científicos esperan aprender máis sobre os procesos a nivel do xenoma que xeran nova diversidade de receptores e identificar receptores inmunes aínda descoñecidos en grupos de plantas. Como cada vez máis Con datos xenómicos, tales enfoques identificarían receptores "faltados" que son trazos útiles para reintroducir nas plantas para axudar a protexer os cultivos.