Chez le melon, un seul gène contrôle le sexe

Qu'est-ce qui détermine le sexe d'une plante ? Pour le melon, il ne s'agit que d'un seul et unique gène, comme viennent de le découvrir les chercheurs de l'Unité de recherche en génomique végétale (URGV), à Évry. Une première dans le monde végétal.

Chez Cucumis melo, le sexe est un peu particulier. La majorité des variétés cultivées possède des fleurs mâles et des fleurs hermaphrodites (avec les organes des deux sexes) sur un même plant. Un phénomène appelé andromonoécie. "La présence de fleurs hermaphrodites permet à la plante de s'autoféconder, tandis que les fleurs mâles augmentent sa capacité à disséminer ses gènes, en fécondant d'autres plantes", explique Adnane Boualem, co-auteur de l'étude publiée dans la revue Science. C'est en cherchant l'origine moléculaire de ce caractère sexuel avantageux que les biologistes sont tombés sur le fameux gène, baptisé CmACS-7. Il code pour une enzyme clef de la synthèse de l'éthylène, une molécule impliquée dans divers processus biologiques de la plante et dont on savait déjà qu'elle pouvait agir sur son sexe (elle est en effet utilisée par les agronomes). Et c'est une mutation unique qui provoque l'andromonoécie des melons. Ceux dont le gène est normal possèdent quant à eux des fleurs mâles et femelles.

Comment la mutation génétique influe-t-elle sur le sexe du melon ? "L'expression du gène CmACS-7 au niveau des ébauches des organes reproducteurs femelles, les carpelles, y entraîne la synthèse d'éthylène, répond Abdelhafid Bendahmane, co-auteur de l'étude. Cette hormone inhibe ensuite le développement des organes mâles, les étamines, aboutissant ainsi à une fleur femelle. Chez les plantes mutées, la synthèse de l'éthylène est bloquée et les organes mâles se développent aux côtés des organes femelles, d'où la présence de fleurs hermaphrodites."

L'analyse de près de 500 variétés cultivées de melons en provenance du monde entier a démontré que la mutation à l'origine de l'andromonoécie chez cette espèce est sans doute survenue récemment et sur une seule variété. "Aujourd'hui, les variétés de melons andromonoïques issues de cet ancêtre commun sont très largement réparties géographiquement, indique Abdelhafid Bendahmane. C'est probablement le fait des agronomes, car l'andromonoécie est liée à la faculté de se reproduire en l'absence d'insectes pollinisateurs, ainsi qu'à un taux élevé de sucre dans le fruit." Reste à identifier la variété sur laquelle est apparue cette mutation, et à retracer l'histoire de sa fulgurante dispersion géographique.