Étude : l'arbre généalogique de la pomme de terre comprend des tomates

Étude : l'arbre généalogique de la pomme de terre comprend des tomates

AGDAILY Reporters*

Image : USDA APHIS

Une équipe de recherche internationale a découvert que le croisement naturel dans la nature entre des plantes de tomates et des espèces apparentées à la pomme de terre originaires d'Amérique du Sud il y a environ 9 millions d'années a donné naissance à la pomme de terre moderne.

Dans une étude publiée dans la revue Cell, les chercheurs suggèrent que cet événement évolutif ancien a déclenché la formation du tubercule, cette structure souterraine grossie qui stocke les nutriments présents dans les plantes telles que les pommes de terre, les ignames et les taros.

« Nos résultats montrent comment un événement d'hybridation entre espèces peut déclencher l'évolution de nouveaux traits, permettant ainsi l'émergence d'encore plus d'espèces », a déclaré l'auteur correspondant Sanwen Huang, de l'Académie Chinoise des Sciences Agricoles, en Chine. « Nous avons enfin résolu le mystère de l'origine de la pomme de terre. »

La pomme de terre étant l'une des cultures les plus importantes au monde, son origine intriguait depuis longtemps les scientifiques. En apparence, les plantes de pommes de terre modernes sont presque identiques à trois espèces chiliennes ressemblant à la pomme de terre, appelées Etuberosum. Mais ces plantes ne produisent pas de tubercules. D'après l'analyse phylogénétique, les plantes de pommes de terre sont plus proches des tomates.

Pour résoudre cette contradiction, l'équipe de recherche a analysé 450 génomes de pommes de terre cultivées et 56 espèces de pommes de terre sauvages.

« Les pommes de terre sauvages sont très difficiles à échantillonner, ce qui fait de cet ensemble de données la collection la plus complète de données génomiques sur les pommes de terre sauvages jamais analysée », a déclaré le premier auteur de l'article, Zhiyang Zhang, de l'Institut de Génomique Agricole de Shenzhen, Académie Chinoise des Sciences Agricoles.

Ils ont découvert que chaque espèce de pomme de terre contenait un mélange stable et équilibré de matériel génétique provenant à la fois d'Etuberosum et de plantes de tomates, ce qui suggère que les pommes de terre sont issues d'une hybridation ancienne entre les deux.

Bien que l'Etuberosum et la tomate soient des espèces distinctes, elles partageaient un ancêtre commun il y a environ 14 millions d'années. Même après s'être séparées, et après environ 5 millions d'années, elles ont pu se croiser et ont donné naissance aux premières plantes de pommes de terre à tubercules il y a environ 9 millions d'années.

L'équipe a également retracé les origines des gènes clés de la pomme de terre responsables de la formation des tubercules, qui sont une combinaison de matériel génétique provenant de chaque parent. Elle a découvert que le gène SP6A, qui agit comme un interrupteur principal indiquant à la plante quand commencer à produire des tubercules, provenait du côté tomate de la famille. Un autre gène important, appelé IT1, qui aide à contrôler la croissance des tiges souterraines qui forment les tubercules, provenait du côté Etuberosum. Sans l'un ou l'autre de ces gènes, la descendance hybride serait incapable de produire des tubercules.

Cette innovation évolutive a coïncidé avec le soulèvement rapide des Andes, une période marquée par l'émergence de nouveaux environnements écologiques. Grâce à leur tubercule qui leur permettait de stocker des nutriments sous terre, les premières pommes de terre ont pu s'adapter rapidement à l'environnement changeant et survivre aux conditions climatiques difficiles des montagnes.

Les tubercules permettent également aux plantes de pommes de terre de se reproduire sans graines ni pollinisation. Ils produisent de nouvelles plantes en germant simplement à partir des bourgeons présents sur le tubercule. Cette caractéristique leur a permis de se développer rapidement et de coloniser diverses niches écologiques, des prairies tempérées aux alpages froids et élevés d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud.

« L'évolution du tubercule a donné aux pommes de terre un avantage considérable dans les environnements difficiles, favorisant l'apparition d'une multitude de nouvelles espèces [variétés] et contribuant à la riche diversité des pommes de terre que nous connaissons et apprécions aujourd'hui », explique M. Huang.

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* Source : Study: Potato's family tree has tomatoes in it | AGDAILY