Une découverte surprenante par les scientifiques a révélé qu’une ancienne liaison de plantes il y a environ 9 millions d’années a donné naissance à ce qui est maintenant la troisième plus grande culture de base du monde: la pomme de terre. Et la tomate, il s’avère que la mère de la pomme de terre.
L’étude a été menée par une équipe de recherche de l’Agricultural Genomics Institute de Shenzhen, de l’Académie chinoise des sciences agricoles et d’un chercheur domestique de l’Université de Lanzhou, en collaboration avec des scientifiques du Canada et du Royaume-Uni, il a montré que la pomme de terre a été originaire de son amidon, si vous le ferez – des années il y a des années il y a des années. Cette croix a également conduit à la création d’un nouvel organe: le tubercule.
Originaire d’Amérique du Sud, l’humble spud s’est propagé dans le monde entier alors que les humains ont pu « ketchup » avec son contenu nutritionnel élevé et sa large adaptabilité.
Publié dans le dernier numéro du Cell Journal, ces résultats offrent une perspective théorique révolutionnaire pour l’élevage génétique de pommes de terre.
Huang Sanwen, qui a dirigé l’étude, a expliqué que l’origine de la pomme de terre avait depuis longtemps des scientifiques. En apparence, les plantes de pommes de terre modernes sont presque identiques à une espèce semblable à une pomme de terre appelée Etuberosum, qui ne porte pas de tubercules. Cependant, l’analyse phylogénétique montre que la pomme de terre est une puce de l’ancien bloc de tomates.
Pour démêler le mystère de l’origine de la pomme de terre, l’équipe de recherche a analysé 101 génomes et 349 échantillons à nouveau récentes de pommes de terre cultivées et de leurs 56 parents sauvages – effectivement un test complet de paternité de l’ADN pour toutes les pommes de terre.
Ils ont constaté que toutes les pommes de terre examinées portaient des contributions génétiques stables et équilibrées de l’Etuberosum et de la tomate. De cela, ils ont déduit que la pomme de terre était la progéniture hybride des deux.
Pour valider cette hypothèse, l’équipe a en outre évalué les temps de divergence des trois espèces. Leurs résultats ont montré que l’Etuberosum et la tomate ont commencé à diverger il y a environ 14 millions d’années. Environ 5 millions d’années après leur divergence, les deux hybrides, conduisant à l’émergence des premières plants de pommes de terre porteurs de tubercules.
« La tomate a été le parent maternel de la pomme de terre, tandis que l’Etuberosum était le parent paternel », a déclaré Huang.
Cependant, ce qui a continué à supprimer les chercheurs, c’est pourquoi seule la pomme de terre développe des tubercules, tandis que ses parents n’en manquent pas. La tomate n’a ni des tiges souterraines ni des tubercules, et l’Etuberosum n’a des tiges souterraines mais pas de tubercules enflés.
L’équipe de Huang a proposé une explication audacieuse: le tubercule pourrait être le produit d’un réarrangement génomique. Après que les deux lignées ancestrales se soient traversées, leurs gènes se sont recombinés d’une manière qui a accidentellement créé le tubercule comme un nouvel organe.
L’équipe a en outre tracé l’origine des principaux gènes de formation de tubercules, qui sont une combinaison de matériel génétique de chaque parent. Ils ont trouvé le gène SP6A, qui agit comme un interrupteur principal qui dit à la plante quand commencer à faire des tubercules, est venu du côté tomate de la famille. Un autre gène important, IT1, qui aide à contrôler la croissance des tiges souterraines qui forment des tubercules, provenaient du côté Etuberosum. Sans l’une ou l’autre pièce, la progéniture hybride serait incapable de produire des tubercules.
Ce mariage ancien a non seulement produit le tubercule, mais a également enrichi la diversité génétique de la lignée de la plante de pomme de terre.
L’équipe a également découvert que différents individus de pommes de terre présentent un schéma «mosaïque» de contributions génétiques parentales.
Lorsqu’il est soumis à des stress environnementaux variables, cette combinaison génétique en mosaïque permet la sélection d’ensembles de gènes optimaux, permettant aux pommes de terre de s’adapter à divers habitats allant des prairies tempérées aux prairies alpines.
Le tubercule a un avantage de survie souterrain. Il stocke l’eau et l’amidon, aidant les pommes de terre à supporter la sécheresse et le froid, et permet la reproduction sans graines ni pollinisation, car les nouvelles plantes peuvent germer directement à partir des bourgeons sur les tubercules.
« L’évolution d’un tubercule a donné aux pommes de terre un énorme avantage dans les environnements difficiles, alimentant une explosion de nouvelles espèces et contribuant à la riche diversité des pommes de terre que nous voyons et que nous comptons aujourd’hui », a déclaré Huang.
(Avec entrée de Xinhua)
