植物在進(jìn)化的'n'混合物中共享防御蛋白質(zhì)

由Earlham研究所的Krasileva小組和Sainsbury實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的最新研究使用系統(tǒng)發(fā)育學(xué)(關(guān)于DNA序列如何相關(guān)的研究)來確定這些“誘餌”基因如何分布在各種野生和國內(nèi)禾本科植物中，包括重要的作物植物如小麥，大麥，玉米和大米。這一新的證據(jù)可以幫助科學(xué)家和育種者特別是武裝農(nóng)作物對抗一大堆新出現(xiàn)的疾病。

通過觀察這些植物的遺傳歷史，研究小組發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)有趣的群體，這些群體傾向于與植物受體形成新的融合，這些受體在小麥作物中最為多樣化。這些蛋白質(zhì)通常參與植物應(yīng)激反應(yīng)，特別是在防御病原體攻擊中。

“如果我們能夠更好地理解這些蛋白質(zhì)在最近的進(jìn)化過程中如何形成這些額外的'整合'結(jié)構(gòu)域，那么我們很有可能設(shè)計(jì)出具有特定結(jié)構(gòu)域的基因來抵抗新型病原體攻擊，”Paul Bailey說。，該研究的主要作者，進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析。

由于其基因組成的復(fù)雜性和大小，以及其他八種草種的基因組，研究團(tuán)隊(duì)主要對面包小麥感興趣。這種基因組測序的進(jìn)步使得科學(xué)家能夠?qū)γ芮邢嚓P(guān)的物種(例如小麥和大麥)與更遠(yuǎn)距離相關(guān)的物種(如小麥和玉米)之??間的基因相似性進(jìn)行比較。

“我們很有興趣發(fā)現(xiàn)，即使在密切相關(guān)的物種之間，已經(jīng)發(fā)生的融合事件類型之間也存在顯著差異，這表明該過程在這些植物中仍然活躍和持續(xù)，”Paul補(bǔ)充說。

植物具有免疫系統(tǒng)，可以幫助它們識別一系列病原體，但它們必須跟上永遠(yuǎn)不斷發(fā)展的敵人火力，并不斷調(diào)整新的方法來繞過植物的主要防御系統(tǒng)。

然而，已經(jīng)顯示某些稱為“NLR”蛋白的植物病原體受體能夠識別與致病因子相關(guān)的一些信號。通過獲取由其他基因(通常是病原體感染的目標(biāo))編碼的蛋白質(zhì)切片，NLR充當(dāng)“綜合防御誘餌”。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的Ksenia Krasileva博士補(bǔ)充說：“當(dāng)植物能夠快速進(jìn)化時(shí)，它們可以對病原體做出反應(yīng)，圍繞其他防御工作。揭示植物如何保持健康仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文是成功的結(jié)果幾位基因組學(xué)專家的合作，包括我們的團(tuán)隊(duì)，TSL的Matthew Moscou博士和EI的Wilfried Haerty博士。我們一起發(fā)現(xiàn)了一種有助于產(chǎn)生抗性作物的植物技術(shù)。“

植物病原體在不斷發(fā)展，但在未來，研究小組希望能夠產(chǎn)生具有特異性整合結(jié)構(gòu)域的新蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)能夠抵抗病原體，特別是對作物的新威脅。

“優(yōu)勢整合基因座驅(qū)動(dòng)植物免疫受體與外源結(jié)構(gòu)域融合的連續(xù)多樣化”發(fā)表于Genome Biology，BioMed Central。

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