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Posté par Isabelle le Mercredi 14/02/2018 à 12:00
L'évolution des agrumes revisitée

© Patrick Ollitrault
Une étude internationale, impliquant le Cirad et l'Inra, publiée dans la revue Nature le 7 février 2018, révolutionne les classifications botaniques des agrumes. Ces travaux mettent en évidence dix espèces vraies d'agrumes, dont quatre sont à l'origine des variétés cultivées modernes telles que les orangers, mandariniers, pamplemoussiers, pomelos, cédratiers, citronniers et limettiers. Ces connaissances ouvrent la voie à de nouvelles stratégies d'amélioration variétale pour ces fruits les plus cultivés au monde (Le mot monde peut désigner :).

Poursuivant l'effort du consortium international de génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du...) des agrumes qui avait produit la séquence génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) de référence des agrumes en 2014 (1), des équipes scientifiques espagnoles, américaines et françaises, du Cirad et de l'Inra, se sont associées pour analyser l'évolution du genre Citrus et des genres apparentés (2). En s'appuyant sur des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) de re-séquençage complet du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules...) de 60 variétés et formes sauvages, représentatives de la diversité des agrumes, les scientifiques ont proposé un nouveau modèle évolutif du genre Citrus. Celui-ci remet cause les systèmes taxonomiques élaborés pour les agrumes dans les années 60, expliquant encore aujourd'hui l'existence de trois classifications botaniques différentes pour les agrumes.

Deux étapes de radiation remettent en cause les frontières du genre Citrus

Les travaux de phylogénomie (3) menés dans cette étude ont révélé dix espèces vraies parmi les 60 variétés analysées. Ces dix espèces sont issues d'une évolution vieille de 8 millions d'années, dans laquelle les scientifiques distinguent aujourd'hui deux grandes étapes de diversification évolutive: la première en Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface...) à la fin du Miocène, entre 6 et 8 millions d'années, et la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde...) en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du...) au début du Pliocène, il y a environ 4 millions d'années. La première étape pourrait être liée à un affaiblissement dramatique des moussons en Asie à cette période. Elle a conduit à la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) en huit embranchements dont quatre espèces ancestrales à l'origine des agrumes cultivés. La seconde étape, quant à elle, est à l'origine de trois espèces de lime australienne.


© Inra, Franck Curk

Quatre espèces ancestrales à l'origine des grands groupes d'agrumes modernes

Quatre de ces dix espèces vraies, C. reticulata, C. maxima, C. medica et C. micrantha, correspondent à quatre groupes d'agrumes modernes, qui sont respectivement: les mandariniers, les pamplemoussiers, les cédratiers et un papeda connu sous le nom de Biasong dans les Iles du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) des Philippines (La République des Philippines est un pays constituée d'un archipel de 7 107 îles dont onze d'entre elles totalisent plus de 90 % des terres et un peu plus de 2 000...) dont il est originaire. Ces quatre espèces ancestrales ont ensuite généré par hybridations interspécifiques naturelles la plupart des variétés cultivées dont les orangers, les pomelos, les citronniers et les limettiers.


© Inra et Cirad, Franck Curk et Patrick Ollitrault

Certains groupes, comme les bigaradiers, le "rough lemon" et le limettier "Rangpur", le limettier "Mexicain", sont issus d'hybridations directes entre ces quatre espèces ancestrales, respectivement: C. maxima x C. reticulata, C. reticulata x C. maxima, C. micrantha x C. medica. D'autres, comme les citronniers, orangers, pomelos résultent d'évolutions plus complexes (impliquant des recombinaisons interspécifiques). "Le citronnier par exemple serait issu d'une hybridation entre le bigaradier et le cédratier ; le pomelo d'une hybridation entre pamplemoussier et oranger", explique Franck Curk de l'Inra. "L'oranger, quant à lui, présente une structure complexe issus du mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) de deux espèces ancestrales, C. reticulata et C. maxima. Son origine exacte n'est pas encore claire", complète Patrick Ollitrault du Cirad (4).

"Contrairement aux cédratiers et pamplemoussiers modernes qui apparaissent comme de purs représentants des espèces C. medica et C. maxima, tous les mandariniers cultivés renferment des parties de leur génome provenant du pamplemoussier. Ces introgressions naturelles pourraient avoir joué un rôle majeur dans la domestication des mandariniers en modifiant la synthèse de certains acides notamment, rendant ainsi leurs fruits plus appréciés." précise Franck Curk.

Vers des stratégies d'amélioration variétales plus innovantes

Au-delà de l'identification des espèces ancestrales, parentes des agrumes cultivés, cette étude a permis de décrypter, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long du génome, l'origine des différents fragments chromosomiques des agrumes. Ce sont sur ces structures complexes que reposent largement les caractères essentiels qui font la typicité d'une orange, d'un pomelo, d'un citron (Le citron est un agrume, fruit du citronnier. Le citronnier (Citrus limon) est un arbuste de 5 à 10 m de haut, à feuilles persistantes.) ou d'une lime. Alors que jusqu'ici l'amélioration conventionnelle (par croisements sexués) de ces variétés cultivées issus d'hybridation interspécifique paraissait impossible, la connaissance fine des espèces ancestrales et de leurs structures ouvre la voie à des stratégies d'amélioration innovantes. "Ces connaissances nous permettent de mieux cibler les parents des futures variétés. Il s'agit, lors des croisements, de reconstruire ces structures, à partir du de la diversité des espèces ancestrales ou de groupes horticoles intermédiaires. Une telle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) est d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des réseaux de distribution d'électricité et de...) et déjà développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales...) par le Cirad et l'Inra pour la diversification des limettiers en Corse (La Corse (Corsica en corse) est une île de la mer Méditerranée et une région française, ayant toutefois un statut spécial (officiellement « collectivité territoriale de...) et en Guadeloupe (La Guadeloupe (prononcée : [gwa.də.lup]), en créole Gwadloup, est à la fois une région, un département d'outre-mer français et une région ultrapériphérique européenne situé en...)", révèle Patrick Ollitrault.

Un Centre de Ressources Biologiques "Agrumes" en Corse pour appuyer la recherche et le développement

L'Inra et le Cirad s'appuient pour leurs recherches sur l'une des 4 plus importantes collections d'agrumes au monde. Présente à San Giuliano en Corse, ce Centre de Ressources Biologique comprend plus de 1100 variétés cultivées sur 14 ha et provenant d'une cinquantaine de pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la...). C'est la plus riche en diversité de mandariniers. Il s'agit d'un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se...) précieux pour développer des recherches sur de nouvelles variétés d'agrumes qui vont de la génomique à la sélection participative de variétés avec les acteurs des filières méditerranéennes et tropicales. Ces nouvelles variétés répondent aux exigences du marché et aux contraintes des filières affectées par de nouvelles maladies ou ravageurs, et par des épisodes de sècheresse et de salinisation des sols, en lien avec le changement climatique. Ces recherches menées par l'Inra et le Cirad ont un impact local, régional, national et international en lien avec la filière (Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat: la filière administrative.) agrumes qui représente l'une des productions fruitières les plus importantes au monde, avec 125 millions de tonnes produites sur les cinq continents.

Note:
(1) Histoire génétique des agrumes: une aide précieuse pour créer de nouvelles variétés
(2) A l'initiative de l'Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (Ivia) en Espagne
(3) Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...) qui permet de trouver les relations entre des organismes vivants dont les ancêtres remontent à des milliers d'années
(4) Qui a encadré la thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est l'affirmation ou la prise de position d'un locuteur, à...) de Franck Curk (2014) qui a porté sur l'origine et la structure phylogénomique des agrumes cultivés


Référence publication:
Guohong Albert Wu, Javier Terol, Victoria Ibanez, Antonio López-García, Estela Pérez-Román, Carles Borredá, Concha Domingo, Francisco R. Tadeo, Jose Carbonell-Caballero, Roberto Alonso, Franck Curk, Dongliang Du, Patrick Ollitrault, Mikeal L. Roose, Joaquin Dopazo J, Frederick G. Gmitter Jr.Daniel S. Rokhsar and Manuel Talon. 2018. Genomics and phylogenetic analyses of Citrus origins and evolution. Nature. On line First DOI:10.1038/nature25447
http://www.nature.com/nature

Lire aussi:
- Histoire génétique des agrumes: une aide précieuse pour créer de nouvelles variétés
http://www.cirad.fr/actualites/toutes-les-actualites/articles/2014/science/histoire-genetique-des-agrumes
- Citrus investigation: origines et diversité des citrons
http://www.inra.fr/Grand-public/Genetique/Toutes-les-actualites/Diversite-genetique-et-origines-des-citrons-et-limes
- Ouvrage sous la direction de l'Inra et du Cirad de Corse & Anne-Sophie Pic, cheffe étoilée. Jean-Marie del Moral, Photographe-grand reporter. Editions La Maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.). Agrumes - 480 pages, 2017
http://www.inra.fr/Grand-public/Alimentation-et-sante/Toutes-les-actualites/Agrumes

Contacts scientifiques:
- Patrick Ollitrault / Cirad
- Franck Curk / Inra Amélioration Génétique et Adaptation des Plantes méditerranéennes et Tropicales

Département associé:
- Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants (ou ayant...) et amélioration des plantes

Centre associé:
- Corse

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Source: INRA
 
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