Judit, Loretta, Eulália2022. december 10., szombat
Tudomány

28 millió éves gén védi a növényeket a hernyóktól

National Geographic Magyarország

Számos növény elveszítette ezt a gént, s így védtelenebbé vált, ám nemesítéssel vagy akár géntechnikai úton visszaállítható a korábbi állapot.

Forrás: Pixabay

A növények örökölt védekezőrendszerének egyik fontos része az a mechanizmus, amellyel képesek felismerni az őket károsító rovarokat. Az ehhez szükséges receptorok gyakorlatilag olyan speciális mintázatokat ismernek fel, amelyek a károsító rovarokhoz vagy kórokozókhoz köthető fehérjékből tevődnek össze. Amint a növény észleli azt a bizonyos fehérjemintázatot, az immunrendszere aktiválódik és válaszlépésekkel – például fokozott méreganyag-termeléssel – igyekszik meggátolni a kártevő támadását.

„Azzal, ha a növény a megfelelő mintázatfelismerő receptorokat örökli, lehetővé válik, hogy az őt fenyegető betegségeket és kártevőket felismerje” – magyarázta Simon Snoeck, a Washingtoni Egyetem szakembere, a kutatás vezetője a kutatási eredményeket publikáló eLife folyóirat híroldalának. „Bár jól ismerünk számos kártevőkhöz kötött molekulát, amelyek a növényekben immunválaszt váltanak ki, azonban korlátozottak az ismereteink arról, hogy az új veszélyek érzékelése miként alakult ki.”

Ezt a hiányzó tudást szerette volna a kutatócsoport megszerezni, ezért megkeresték azt az evolúciós eseményt, amelynek során a növények a hernyók ellen védekezni kezdtek. Ismert volt, hogy néhány pillangósvirágú, mint a mungóbab vagy a szója egyszerűen nem képes felismerni a hernyók nyálában lévő peptideket, amelyekre más növények immunválasszal reagálnak. Emiatt először a pillangósvirágúak genomját mérték fel, azt keresve, milyen változás volt a mintázatfelismerő receptorok (INR) génjeiben.

A hernyónak semmi más dolga nincs, mint az, hogy faljon. A képen alulnézetből láthatjuk egy hernyó száját, a barnás színű, fűrészfogra hasonlító képződménnyel vágja át a növény leveleit. Rágás közben a szájában termelődő jellegzetes fehérjék érintkeznek a sérült növényi szövettel, amelyben szerencsés esetben a receptorok felismerik, hogy egy kártevő rágása veszélyezteti a növényt. Ennek hatására a növény elkezd olyan vegyületeket termelni, amelyek rossz ízűvé teszik, vagy épp mérgezőek a rovarok számára. A legismertebb a káposztafélék kesernyés-csípős ízanyaga, ami a hernyók elleni védekező rendszer terméke.
Forrás: Wikimedia Commons

Kiderült, hogy egyetlen, 28 millió éve kialakult gén felelős azért, hogy a növények a hernyók ellen védekezni tudjanak, ám azok a növények, amelyek ma képtelenek felismerni a hernyók rágását, egész egyszerűen elveszítették e génjüket az évmilliók során. A kutatók eztán felvázolták a kérdéses receptor genetikai történetét, majd számítógépes modellt készítettek az egykori és a mai génváltozatok alapján arról, hogy miként is működhetett egykor és működik ma a kérdéses receptor. Ebből kiderült, hogy az első lépés 32 millió éve történt azzal, hogy egy akkor vadonatúj gén beépült a növényi genomba, ennek hatására a receptor gyors fejlődésnek indult s e fejlődés része volt, hogy képes volt felismerni a hernyók nyálának egyes fehérjéit a növény. Ez azt jelenti, hogy észreveszi a megjelenő hernyónyál-fehérje érzékelésével, hogy épp rágja egy hernyó.

A kutatók abban bíznak, hogy a receptort irányító gének története, és az eddig még nem ismert növényi immunrendszer-összetevők minél részletesebb megismerése hozzásegítheti a növénynemesítőket ahhoz, hogy a kártevők ellen védettebb növényfajokat hozzanak létre, és a hiányzó (elveszített) géneket újra visszahelyezzék a növényekbe.

Hozzászólások

Magyar kutatók eddig nem azonosított, az egész agykéregre jellemző működési elvet írtak le

Magyar kutatók eddig nem azonosított, az egész agykéregre jellemző működési elvet írtak le

Egy eddig nem azonosított, az egész agykéregre jellemző működési elvet írtak le kutatók.

Az ülőmunka káros hatásai ellen

Az ülőmunka káros hatásai ellen

A Semmelweis Egyetem legújabb oktatóvideója azoknak nyújt segítséget, akik munkájuk, vagy tanulmányaik miatt sokat ülnek, ugyanakkor szeretnék megőrizni gerincük egészségét.

2 millió éve masztodonok járták Grönlandot

2 millió éve masztodonok járták Grönlandot

A szenzációs felfedezésben az állatok DNS-ének maradványai segítségével bizonyították a jelenlétüket, ez az eddigi legősibb DNS-maradvány is egyúttal.

A mikrobavilág oroszlánjai

A mikrobavilág oroszlánjai

A mikrobák egy újonnan felfedezett csoportja a zsákmányukat szétmarcangoló egysejtűekből áll, amelyet a kutatók a mikrobák oroszlánjainak neveztek el.

Mit mond a papagáj?

Mit mond a papagáj?

Egy új kutatásban azt mérik fel, miként is beszélnek az egyes, emberekkel élő papagájok, s mitől függ a szószátyárságuk.

National Geographic 2022. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

13 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket