Недавнее исследование, проведенное группой Красилевой из Института Эрлхэма и Лабораторией Сейнсбери, использовало филогенетику (изучение взаимосвязи последовательностей ДНК), чтобы определить, как эти гены-приманки распределяются среди различных диких и домашних трав., включая важные сельскохозяйственные культуры, такие как пшеница, ячмень, кукуруза и рис. Эти свежие данные могут помочь ученым и селекционерам, особенно в защите сельскохозяйственных культур от целого ряда возникающих болезней.
Изучая генетическую историю этих растений, команда обнаружила несколько интересных групп, которые тяготели к формированию новых слияний с растительными рецепторами, которые были наиболее разнообразны в культуре пшеницы. Эти белки участвуют в реакциях растений на стресс в целом, особенно в защите от атаки патогенов.
"Если бы мы могли лучше понять, как эти белки с этими дополнительными "интегрированными" доменами были сформированы в ходе недавней эволюции, то есть хороший шанс, что мы могли бы сконструировать гены со специфическими доменами, чтобы обеспечить устойчивость к новым типам атак патогенов., - говорит Пол Бейли, ведущий автор исследования, проводивший филогенетический анализ.
Исследовательская группа в первую очередь интересуется мягкой пшеницей из-за сложности и размера ее генетического состава, а также геномами восьми других видов трав. Достижения в области такого секвенирования генома позволили ученым провести сравнение сходства генов между близкородственными видами - например, пшеницей и ячменем - и более отдаленными видами, такими как пшеница и кукуруза..
«Мы были заинтригованы, обнаружив, что даже между близкородственными видами могут быть значительные различия между типами произошедших событий слияния, что указывает на то, что процесс все еще активен и продолжается у этих растений», - добавил Пол..
У растений есть иммунная система, которая помогает им распознавать ряд патогенов, но им приходится не отставать от вражеского огня, который постоянно развивается и постоянно приспосабливается к новым способам обойти основную защиту растений.
Однако было показано, что некоторые рецепторы патогенов растений, известные как белки «NLR», способны распознавать некоторые сигналы, связанные с болезнетворными агентами. Приобретая участки белков, кодируемых другими генами, которые часто являются мишенью патогенной инфекции, NLR действуют как «интегрированная защитная ловушка».
Д-р Ксения Красилева, руководившая проектом, добавила: «Когда растения способны быстро развиваться, они могут реагировать на патогены, обходя другие защитные механизмы. Выяснение того, как растения остаются здоровыми, по-прежнему является сложной задачей. результат успешного сотрудничества нескольких экспертов в области геномики, включая нашу группу, доктора Мэтью Москоу из TSL и доктора Уилфрида Харти из EI. Вместе мы раскрыли один из приемов использования растений, который поможет получить устойчивые культуры."
Патогены растений постоянно развиваются, но в будущем исследовательская группа надеется создать новые белки со специально интегрированными доменами, которые обеспечивают устойчивость к патогенам, особенно к новым угрозам для наших культур.