Համաձայն զեկույցի, որը հրապարակվել է ElifeՊաշտպանական մեխանիզմները, որոնք բույսերը օգտագործում են ընդհանուր վնասատուի՝ թրթուրին ճանաչելու և դրան արձագանքելու համար, առաջացել է մեկ գենից, որն առաջացել է միլիոնավոր տարիների ընթացքում։ Phys.org պորտալ.
Վաշինգտոնի գիտնականների ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ որոշ բույսեր, օրինակ՝ սոյայի հատիկները, ժամանակի ընթացքում կորցրել են այս պաշտպանիչ գենը, սակայն փորձագետները ենթադրում են, որ գենի վերաներդրումը (բուծման, գենետիկական ինժեներիայի միջոցով) կարող է օգնել պաշտպանել բերքը բերքի ձախողումից:
Բույսի առողջական վիճակը կախված է իմունային համակարգը, որը նա ժառանգում է: Բույսերում դա նշանակում է ժառանգել որոշ տեսակի օրինաչափությունների ճանաչման ընկալիչներ, որոնք կարող են հայտնաբերել տարբեր պաթոգեններ և պեպտիդներ և առաջացնել համապատասխան իմունային պատասխան:
Կաղապարների ճանաչման ընկալիչների ճիշտ տեսակները ժառանգելը կարող է թույլ տալ բույսերին ճանաչել սպառնալիքները և հաղթահարել հիվանդություններն ու վնասատուները:
Այս բացը լրացնելու համար թիմը ձեռնամուխ եղավ բացահայտելու էվոլյուցիոն հիմնական իրադարձությունները, որոնք թույլ տվեցին բույսերին արձագանքել ընդհանուր սպառնալիքին՝ թրթուրին: Լոբազգիների տեսակները, ներառյալ մունգը և սև ոլոռը, արդեն հայտնի էին, որ ունեն յուրահատուկ ունակություն արձագանքելու թրթուրների բերանում արտադրվող պեպտիդներին, երբ նրանք կրծում են բույսերի տերևները:
Գիտնականները մանրամասն ուսումնասիրել են այս խմբի բույսերի գենոմները՝ տեսնելու, թե արդյոք ինցեպտինի ընկալիչ (INR) կոչվող ընդհանուր օրինաչափությունների ճանաչման ընկալիչը փոխվել է միլիոնավոր տարիների ընթացքում՝ ձեռք բերելով կամ կորցնելով թրթուրներին ճանաչելու ունակությունը:
Նրանք պարզել են, որ 28 միլիոն տարեկան մեկ ընկալիչի գենը հիանալի կերպով համապատասխանում է բույսերի իմունային արձագանքին թրթուրային պեպտիդներին: Նրանք նաև պարզել են, որ բույսերի ամենահին նախնիների հետնորդների մեջ, որոնք առաջին անգամ մշակել են ընկալիչի գենը, կան մի քանի տեսակներ, որոնք չեն կարող արձագանքել թրթուրային պեպտիդներին, այսինքն՝ կորցրել են այս գենը:
Հասկանալու համար, թե ինչպես է այս հնագույն գենը ձեռք բերել ժամանակակից պաթոգենների մեջ նոր պեպտիդներ ճանաչելու ունակություն, թիմը օգտագործեց նախնիների հաջորդականությունը կոչվող տեխնիկան, որում նրանք միավորում էին բոլոր ժամանակակից ընկալիչների տեղեկատվությունը: գեներ, որոնք կանխատեսում են սկզբնական հաջորդականությունը 28 միլիոն տարեկանում: Այս նախնիների ընկալիչը կարողացել է արձագանքել թրթուրային պեպտիդներին: Այնուամենայնիվ, մի փոքր ավելի հին տարբերակը՝ ընկալիչների հաջորդականության 16 փոփոխություններով, ձախողվեց:
Այս գենետիկական պատմությունը, համակարգչային մոդելների հետ միասին, որոնք ցույց են տալիս, թե ինչպես են հին և ժամանակակից ընկալիչների կառուցվածքները կարող էին տարբերվել, տալիս են ցուցումներ, թե ինչպես է ընկալիչը զարգացել: Սա ենթադրում է, որ ավելի քան 32 միլիոն տարի առաջ հիմնական նոր գենի ներդիրը ներդրվել է նախնյաց բույսի գենոմում, որին հաջորդել է նոր ընկալիչի տարբեր ձևերի արագ էվոլյուցիան: Այս ձևերից մեկը ձեռք է բերել թրթուրային պեպտիդներին արձագանքելու ունակություն, և այս նոր կարողությունն այժմ կիսում են լոբազգիների հետնորդների տասնյակ տեսակներ:
Ապագայում գիտնականները հույս ունեն ավելին իմանալ գենոմի մակարդակի գործընթացների մասին, որոնք առաջացնում են ընկալիչների նոր բազմազանություն և հայտնաբերել դեռևս անհայտ իմունային ընկալիչները բույսերի խմբերում: Ինչպես ավելի ու ավելի Գենոմային տվյալների հիման վրա նման մոտեցումները կբացահայտեն «բացակայող» ընկալիչները, որոնք օգտակար հատկություններ են բույսերի մեջ նորից ներմուծելու համար՝ օգնելով պաշտպանել մշակաբույսերը: