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Les génomes de citrouilles séquencés révèlent une histoire évolutive peu commune

Crédits : Pixabay

Les génomes de deux espèces de citrouilles, Cucurbita maxima et Cucurbita moschata, ont été séquencés, révélant une histoire évolutive inhabituelle. L’étude est publiée dans Molecular Plant.

Pour certains, les citrouilles évoquent les décorations d’Halloween sculptées, mais pour beaucoup de personnes à travers le monde, elles sont une importante source de nourritures, notamment dans les pays en développement. Des scientifiques de l’Institut Boyce Thompson (BTI) de Pékin ont récemment séquencé les génomes de deux espèces importantes de citrouilles, Cucurbita maxima et Cucurbita moschata. La première est connue pour ses qualités nutritives, et l’autre pour sa résistance aux maladies, et aux températures extrêmes. Le but est ici de comprendre leurs caractères désirés contrastés pour, in fine, rendre plus « puissantes » les futures cultures.

En analysant les génomes, les chercheurs seront effectivement en mesure de pouvoir identifier de nombreux gènes associés aux caractéristiques souhaitables de la citrouille. Dans le monde des cucurbitacées, cela signifie accélérer la résistance aux maladies telles que la fusariose ou l’oïdium — qui ravagent certaines cultures, ou encore favoriser la production de caroténoïdes — connus pour la capacité de certains d’entre eux à être convertis en vitamine A, une vitamine essentielle. En outre, les résultats de cette étude auront également révélé une histoire évolutive intéressante, car inhabituelle.

Les cucurbitacées ont de grands génomes, avec pas moins 20 paires de chromosomes, comparativement aux 11 paires du concombre, par exemple, ou aux 7 de la pastèque. Ainsi le génome de la citrouille se serait développé il y a bien longtemps. Les chercheurs ont notamment découvert que son génome était en fait une combinaison de deux génomes anciens. Bien que la citrouille soit aujourd’hui considérée comme diploïde, ce qui signifie qu’elle ne possède que deux copies de chaque chromosome, l’analyse de la séquence génomique a en effet révélé qu’entre 3 et 20 millions d’années, deux espèces ancestrales différentes ont combiné leurs génomes pour former un allotétraploïde [quatre (tétra) copies de chaque chromosome, provenant de deux (allo) espèces différentes].

Généralement, après la formation d’un allotétraploïde, le génome connaîtra une réduction de ses effectifs et une perte de gènes, transformant éventuellement la nouvelle espèce en diploïde. Parfois, l’un des génomes contribuera à dominer les autres pour conserver plus de gènes, un phénomène observé dans le maïs, par exemple. Mais, fait intéressant, ce ne fut pas le cas pour les citrouilles. Le chromosome ancestral est resté en grande partie intact, laissant la citrouille d’aujourd’hui composée de ses deux sous-génomes.

« Nous étions ravis de découvrir que les deux sous-génomes actuels de la citrouille maintiennent en grande partie les structures chromosomiques des deux progéniteurs malgré le partage du même noyau depuis au moins trois millions d’années », note Shan Wu, principal auteur de cette étude. La prochaine fois que vous sculpterez une citrouille, prenez un moment pour réfléchir au chemin évolutif curieux qu’il a fallu pour en arriver là, et comment les producteurs, maintenant armés de la séquence génomique, seront en mesure de cultiver de « meilleures » citrouilles dans le but de nourrir des millions de personnes à travers le monde.

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