Según un informe publicado en ELIFE, los mecanismos de defensa que usan las plantas para reconocer y responder a una plaga común, la oruga, evolucionaron a partir de un solo gen que evolucionó durante millones de años, informa portal Phys.org.
Un estudio realizado por científicos de Washington ha demostrado que algunas plantas, como la soja, han perdido este gen protector con el tiempo, pero los expertos sugieren que la reintroducción del gen (a través de la reproducción, la ingeniería genética) puede ayudar a proteger el cultivo de la pérdida de cultivos.
El estado de salud de una planta depende de el sistema inmunológico que hereda. En las plantas, esto significa heredar ciertos tipos de receptores de reconocimiento de patrones que pueden detectar varios patógenos y péptidos y desencadenar una respuesta inmunitaria adecuada.
Heredar los tipos correctos de receptores de reconocimiento de patrones podría permitir a las plantas reconocer amenazas y hacer frente a enfermedades y plagas.
Para llenar este vacío, el equipo se dispuso a identificar los eventos evolutivos clave que permitieron que las plantas respondieran a una amenaza común: la oruga. Ya se sabía que las especies de leguminosas, incluidos los frijoles mungo y los guisantes de carita, tenían una capacidad única para responder a los péptidos producidos en la boca de las orugas cuando roen las hojas de las plantas.
Los científicos estudiaron los genomas de este grupo de plantas en detalle para ver si un receptor de reconocimiento de patrones común llamado receptor de inceptina (INR) ha cambiado a lo largo de millones de años, ganando o perdiendo la capacidad de reconocer orugas.
Descubrieron que un solo gen receptor de 28 millones de años coincide perfectamente con la respuesta inmune de las plantas a los péptidos de oruga. También encontraron que entre los descendientes de los ancestros de plantas más antiguos que primero desarrollaron el gen del receptor, hay varias especies que no pueden responder a los péptidos de la oruga, es decir, han perdido este gen.
Para comprender cómo este gen antiguo adquirió la capacidad de reconocer nuevos péptidos en patógenos modernos, el equipo utilizó una técnica llamada secuenciación ancestral, en la que combinó información de todos los receptores modernos. genes para predecir la secuencia original a los 28 millones de años. Este receptor ancestral fue capaz de responder a los péptidos de oruga. Sin embargo, una versión un poco más antigua con 16 cambios en la secuencia del receptor fracasó.
este la historia genética, junto con los modelos informáticos que muestran cómo las estructuras de los receptores antiguos y modernos pueden haber diferido, proporcionan pistas sobre cómo evolucionó el receptor. Esto sugiere que hace más de 32 millones de años, se introdujo un nuevo gen clave insertado en el genoma de una planta ancestral, seguido de la rápida evolución de diversas formas del nuevo receptor. Una de estas formas adquirió la capacidad de responder a los péptidos de oruga, y esta nueva capacidad ahora es compartida por docenas de especies de leguminosas descendientes.
En el futuro, los científicos esperan aprender más sobre los procesos a nivel del genoma que generan una nueva diversidad de receptores e identificar receptores inmunitarios aún desconocidos en grupos de plantas. Como mas y mas Con datos genómicos, tales enfoques identificarían receptores "faltantes" que son rasgos útiles para reintroducir en las plantas para ayudar a proteger los cultivos.