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La riche évolution génétique de la citrouille dévoilée

Les génomes de deux des plus importantes espèces de citrouilles ont été séquencés par des généticiens américains et chinois de l'Institut Boyce Thompson (BTI) et du Centre national de recherche en génie des légumes de Beijing.

Un texte d'Alain Labelle

Pour la plupart des Occidentaux, les citrouilles sont surtout associées aux décorations d'Halloween, mais dans plusieurs pays d'Asie ou d'Amérique du Sud, elles sont d’abord un aliment de base très nutritif.

Les deux espèces en question sont la Cucurbita maxima et la Cucurbita moschata. Elles ont été choisies en raison de leurs traits particuliers. La première se distingue par ses qualités nutritives et son goût et la deuxième est reconnue pour sa résistance aux maladies et à d’autres stress comme la chaleur extrême.

L'hybride de ces deux espèces, la Cucurbita Shintosa, présente une tolérance au stress encore plus grande que la C. moschata. Elle est souvent utilisée comme porte-greffe pour d'autres cultures de cucurbitacées, comme celles de la pastèque, du concombre et du melon.

Des informations importantes

Le séquençage d’un génome comme celui de la citrouille constitue une ressource importante pour les agriculteurs, qui espèrent utiliser les informations recueillies pour améliorer leurs cultures de Cucurbita. Les généticiens peuvent les aider à identifier des gènes associés à des traits désirables d’un aliment.

Portrait génétique

Les citrouilles possèdent un génome relativement important de 20 paires de chromosomes. Comparativement, le melon d’eau en possède 11 et le concombre, 7.

En comparant les séquences du génome de la citrouille à celui d'autres cucurbitacées, les chercheurs ont découvert que le génome de la citrouille était en fait une combinaison de deux anciens génomes, ce qui en fait un paléotétraploïde.

Bien que la citrouille soit de nos jours considérée comme diploïde, c'est-à-dire qu'elle ne possède que deux copies de chaque chromosome, l'analyse du génome a révélé qu'il y a 3 à 20 millions d'années, deux espèces ancestrales différentes ont combiné leurs génomes pour créer un allotétraploïde – une nouvelle espèce avec quatre (tétra-) copies de chaque chromosome, de deux espèces (allo-) différentes.

Habituellement, après la formation d'un allotétraploïde, un génome subit une réduction de sa taille et une perte de gènes, transformant la nouvelle espèce en diploïde. Parfois même, l'un des génomes contributeurs domine les autres pour conserver plus de gènes, un phénomène observé dans le maïs et le coton.

Ce n’est toutefois pas le cas avec la citrouille. L'ancien allotétraploïde de Cucurbita a perdu ses gènes de façon aléatoire en provenance des deux contributeurs.

Les scientifiques ont été surpris de découvrir que les deux sous-génomes actuels de la citrouille maintiennent en grande partie les structures chromosomiques des deux descendants, et ce, malgré le partage du même noyau pendant au moins 3 millions d'années.

Le détail de leurs travaux est publié dans la revue Molecular Plant.

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