Menurut sebuah laporan yang diterbitkan di eHidup, mekanisme pertahanan yang digunakan tanaman untuk mengenali dan merespons hama umum, ulat, berevolusi dari satu gen yang berevolusi selama jutaan tahun, lapor Portal Phys.org.
Sebuah studi oleh para ilmuwan Washington telah menunjukkan bahwa beberapa tanaman, seperti kedelai, telah kehilangan gen pelindung ini dari waktu ke waktu, tetapi para ahli menyarankan bahwa memperkenalkan kembali gen tersebut (melalui pemuliaan, rekayasa genetika) dapat membantu melindungi tanaman dari gagal panen.
Status kesehatan tanaman tergantung pada sistem kekebalan yang diwarisinya. Pada tumbuhan, ini berarti mewarisi jenis reseptor pengenalan pola tertentu yang dapat mendeteksi berbagai patogen dan peptida dan memicu respons imun yang sesuai.
Mewarisi jenis reseptor pengenalan pola yang tepat dapat memungkinkan tanaman mengenali ancaman dan mengatasi penyakit dan hama.
Untuk mengisi celah ini, tim mulai mengidentifikasi peristiwa evolusi utama yang memungkinkan tumbuhan merespons ancaman umum: ulat. Spesies legum, termasuk kacang hijau dan kacang polong, sudah diketahui memiliki kemampuan unik untuk merespons peptida yang diproduksi di mulut ulat saat mereka menggerogoti daun tanaman.
Para ilmuwan mempelajari genom kelompok tanaman ini secara rinci untuk melihat apakah reseptor pengenalan pola umum yang disebut reseptor inceptin (INR) telah berubah selama jutaan tahun, memperoleh atau kehilangan kemampuan untuk mengenali ulat.
Mereka menemukan bahwa satu gen reseptor berusia 28 juta tahun sangat cocok dengan respons kekebalan tumbuhan terhadap peptida ulat. Mereka juga menemukan bahwa di antara keturunan nenek moyang tumbuhan tertua yang pertama kali mengembangkan gen reseptor, terdapat beberapa spesies yang tidak dapat menanggapi peptida ulat, yaitu mereka telah kehilangan gen ini.
Untuk memahami bagaimana gen purba ini memperoleh kemampuan mengenali peptida baru pada patogen modern, tim menggunakan teknik yang disebut pengurutan leluhur, di mana mereka menggabungkan informasi dari semua reseptor modern. gen untuk memprediksi urutan asli pada usia 28 juta tahun. Reseptor leluhur ini mampu merespons peptida ulat. Namun, versi yang sedikit lebih tua dengan 16 perubahan urutan reseptor gagal.
Ini sejarah genetik, bersama dengan model komputer yang menunjukkan bagaimana struktur reseptor kuno dan modern mungkin berbeda, memberikan petunjuk tentang bagaimana reseptor berevolusi. Ini menunjukkan bahwa lebih dari 32 juta tahun yang lalu, penyisipan gen kunci baru diperkenalkan ke dalam genom tanaman leluhur, diikuti oleh evolusi cepat dari beragam bentuk reseptor baru. Salah satu bentuk ini memperoleh kemampuan untuk menanggapi peptida ulat, dan kemampuan baru ini sekarang dimiliki oleh lusinan spesies legum keturunan.
Di masa depan, para ilmuwan berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang proses tingkat genom yang menghasilkan keragaman reseptor baru dan mengidentifikasi reseptor imun yang belum diketahui dalam kelompok tanaman. Semakin banyak Dengan data genom, pendekatan semacam itu akan mengidentifikasi reseptor yang "hilang" yang merupakan sifat berguna untuk diperkenalkan kembali ke tanaman untuk membantu melindungi tanaman.