Selon un rapport publié dans eLife, les mécanismes de défense que les plantes utilisent pour reconnaître et répondre à un ravageur commun, la chenille, ont évolué à partir d'un gène unique qui a évolué sur des millions d'années, rapporte Portail Phys.org.
Une étude menée par des scientifiques de Washington a montré que certaines plantes, telles que le soja, ont perdu ce gène protecteur au fil du temps, mais les experts suggèrent que la réintroduction du gène (par la sélection, le génie génétique) peut aider à protéger la culture contre les mauvaises récoltes.
L'état de santé d'une plante dépend le système immunitaire dont il hérite. Chez les plantes, cela signifie hériter de certains types de récepteurs de reconnaissance de formes qui peuvent détecter divers agents pathogènes et peptides et déclencher une réponse immunitaire appropriée.
L'héritage des bons types de récepteurs de reconnaissance de formes pourrait permettre aux plantes de reconnaître les menaces et de faire face aux maladies et aux ravageurs.
Pour combler cette lacune, l'équipe a entrepris d'identifier les événements évolutifs clés qui ont permis aux plantes de répondre à une menace commune : la chenille. Les espèces de légumineuses, y compris les haricots mungo et les doliques aux yeux noirs, étaient déjà connues pour avoir une capacité unique à répondre aux peptides produits dans la bouche des chenilles lorsqu'elles rongent les feuilles des plantes.
Les scientifiques ont étudié en détail les génomes de ce groupe de plantes pour voir si un récepteur de reconnaissance de formes commun appelé récepteur de l'inceptine (INR) a changé au cours de millions d'années, acquérant ou perdant la capacité de reconnaître les chenilles.
Ils ont découvert qu'un seul gène récepteur vieux de 28 millions d'années correspond parfaitement à la réponse immunitaire des plantes aux peptides de chenille. Ils ont également découvert que parmi les descendants des plus anciens ancêtres des plantes qui ont développé le gène du récepteur, plusieurs espèces ne peuvent pas répondre aux peptides de chenille, c'est-à-dire qu'elles ont perdu ce gène.
Pour comprendre comment cet ancien gène a acquis la capacité de reconnaître de nouveaux peptides dans les agents pathogènes modernes, l'équipe a utilisé une technique appelée séquençage ancestral, dans laquelle ils ont combiné les informations de tous les récepteurs modernes. gènes pour prédire la séquence originale à 28 millions d'années. Ce récepteur ancestral était capable de répondre aux peptides de la chenille. Cependant, une version légèrement plus ancienne avec 16 changements dans la séquence du récepteur a échoué.
Cette l'histoire génétique, ainsi que des modèles informatiques montrant comment les structures des récepteurs anciens et modernes peuvent différer, fournissent des indices sur l'évolution du récepteur. Cela suggère qu'il y a plus de 32 millions d'années, un nouvel insert génétique clé a été introduit dans le génome d'une plante ancestrale, suivi de l'évolution rapide de diverses formes du nouveau récepteur. L'une de ces formes a acquis la capacité de répondre aux peptides de chenille, et cette nouvelle capacité est maintenant partagée par des dizaines d'espèces de légumineuses descendantes.
À l'avenir, les scientifiques espèrent en savoir plus sur les processus au niveau du génome qui génèrent une nouvelle diversité de récepteurs et identifient des récepteurs immunitaires encore inconnus dans des groupes de plantes. Comme de plus en plus Avec les données génomiques, de telles approches permettraient d'identifier les récepteurs "manquants" qui sont des traits utiles à réintroduire dans les plantes pour aider à protéger les cultures.