🍓 La fraise renferme un héritage génétique hors norme

Reconstituer l'origine des plantes cultivées représente souvent un véritable casse-tête pour les scientifiques. En effet, de nombreuses espèces, à l'image du blé ou justement de la fraise, possèdent des génomes issus de la fusion de plusieurs génomes ancestraux. Ces événements, nommés polyploïdies (voir explication en fin d'article), se sont produits il y a des millions d'années et ont profondément façonné la diversité de nos cultures. En l'absence de fossiles exploitables, comprendre précisément le déroulement de ces mélanges demeure ardu.

Une équipe de recherche a élaboré une approche informatique novatrice. Celle-ci repose sur l'analyse de séquences d'ADN répétées, les rétrotransposons, qui s'accumulent de manière spécifique au fil de l'évolution. En comparant leurs motifs sur les chromosomes, il devient possible de reconstituer les étapes de fusion des génomes. Publiée dans Horticulture Research, cette technique a d'abord été éprouvée avec succès sur des plantes telles que le coton.


Lorsqu'elle a été appliquée à la fraise cultivée, cette méthode a dévoilé une histoire évolutive très riche, en plusieurs étapes. Le génome de cette plante provient de trois fusions successives survenues il y a entre 0,8 et 4,2 millions d'années. Quatre sous-génomes distincts ont été identifiés, révélant des liens étroits avec des espèces diploïdes connues comme Fragaria vesca. Ces observations remettent en cause certains modèles antérieurs et indiquent que des ancêtres aujourd'hui éteints ont probablement contribué à cette architecture.

Cette approche ouvre des perspectives pour de nombreuses autres cultures. Des plantes comme le blé ou la canne à sucre possèdent également des génomes polyploïdes élaborés. Mieux appréhender leur structure interne permet d'améliorer la cartographie des gènes d'intérêt et d'accélérer les programmes de sélection végétale. Il s'agit ainsi d'un outil précieux pour relier la recherche fondamentale aux exigences de l'agriculture contemporaine.

La polyploïdie, moteur de la diversité végétale

Un grand nombre de plantes que nous cultivons doivent leur existence à un phénomène appelé polyploïdie. Celui-ci correspond à la duplication des chromosomes, souvent suite à l'hybridation entre espèces différentes. Ce doublement génétique offre à la nouvelle plante une richesse génétique accrue, ce qui peut favoriser son adaptation à de nouveaux environnements.

Ce processus est répandu dans le règne végétal. Il a joué une fonction majeure dans l'apparition de céréales comme le blé ou de tubercules comme la pomme de terre. La plante issue de cette fusion hérite des caractères de ses deux parents, et son génome, plus volumineux, peut ensuite évoluer avec une certaine autonomie. Ceci explique en partie la grande diversité des formes et des saveurs dans nos assiettes.

Lorsque les génomes fusionnent, ils ne se mélangent pas entièrement. Ils forment plutôt des sous-ensembles nommés sous-génomes, qui coexistent et interagissent. Chacun conserve partiellement l'identité de son ancêtre. Comprendre cette architecture interne est capital pour les sélectionneurs, car elle influence l'expression des gènes liés au rendement, à la résistance aux maladies ou à la qualité nutritive.

Identifier ces sous-génomes dans des plantes anciennes comme la fraise permet de retracer les chemins évolutifs empruntés au cours des millions d'années.