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Près de 5000 nouveaux gènes de la tomate cartographiés – Newstrotteur

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Presque tout le monde s'accorde pour dire que la plupart des tomates achetées en magasin n'ont pas beaucoup de goût. Des scientifiques du Service de recherche agricole (ARS) et du Boyce Thompson Institute (BTI) ont peut-être mis en lumière la solution dans un article récemment publié dans Nature génétique.

Le biologiste moléculaire James Giovannoni du Laboratoire de recherche sur les plantes, le sol et la nutrition ARS et le scientifique en bioinformatique BTI Zhangjun Fei, tous deux basés à Ithaca, dans l'État de New York, ont terminé la construction du pan-génome de la tomate cultivée et de ses espèces sauvages, cartographiant près de 5 000 gènes jamais répertoriés .

Un génome est une carte biologique des gènes d'un organisme et de leurs fonctions. Mais un génome est généralement d'une seule variété, qui sert alors de génome de référence pour le reste de l'espèce. Ce pan-génome comprend tous les gènes de 725 différentes tomates sauvages cultivées et étroitement apparentées, qui ont révélé 4 873 gènes qui étaient absents du génome de référence d'origine.

Bien que les tomates cultivées présentent une large gamme de variations physiques et métaboliques, il existe plusieurs goulots d'étranglement graves au cours de la domestication et de la reproduction. Cela signifie que les tomates d'aujourd'hui ont une base génétique étroite. Le pan-génome aide à identifier quels gènes supplémentaires pourraient être disponibles au-delà de la référence pour la sélection et l'amélioration des cultures.

À l’époque moderne, les sélectionneurs se sont concentrés sur des caractéristiques telles que le rendement, la durée de conservation, la résistance aux maladies et la tolérance au stress, caractéristiques qui ont été économiquement importantes pour les producteurs. Les tomates sont l’un des légumes les plus consommés – bien qu’elles soient en réalité des fruits – avec une production annuelle mondiale de 182 millions de tonnes, d’une valeur supérieure à 60 milliards de dollars.

Aux États-Unis, la consommation de tomates par habitant était de 20,3 livres pour les tomates fraîches en 2017, plus de 73,3 livres de tomates transformées consommées par personne. Les tomates sont le deuxième légume le plus consommé aux États-Unis après les pommes de terre.

"L'une des découvertes les plus importantes de la construction de ce pan-génome est une forme rare d'un gène appelé TomLoxC, qui diffère principalement par la version de son promoteur génique d'ADN. Ce gène influence la saveur du fruit en catalysant la biosynthèse d'un certain nombre de lipides ( matières grasses) – volatiles impliqués – des composés qui s’évaporent facilement et contribuent à l’arôme ", a expliqué Giovannoni.

En outre, les chercheurs ont découvert le nouveau rôle de TomLoxC. Il facilite également la production d'un groupe d'apocaroténoïdes – des produits chimiques organiques dérivés de caroténoïdes, y compris des précurseurs de la vitamine A – qui agissent comme des molécules de signalisation influant sur diverses réactions des plantes, y compris les stress environnementaux. Les composés dégagent également une variété d'odeurs florales et fruitées qui jouent un rôle important dans le goût de la tomate.

La version rare de TomLoxC n'a été trouvée que dans 2% des variétés de tomates de grande taille, âgées ou anciennes, mais elle était présente dans 91% des tomates sauvages de la taille d'une groseille, principalement le Solanum pimpinellifolium, prédécesseur sauvage de la tomate cultivée. Il devient de plus en plus commun dans les nouvelles variétés.

"Il semble qu'il y ait eu une forte pression de sélection contre ou du moins aucune sélection pour la présence de cette version de TomLoxC au début de la domestication des tomates", a ajouté Giovannoni. "L'augmentation de la prévalence de cette forme dans les tomates modernes reflète probablement le regain d'intérêt des sélectionneurs pour une saveur améliorée."

Avec la disponibilité de ce large éventail d'informations génétiques spécifiques, les sélectionneurs devraient pouvoir travailler rapidement pour donner plus de saveur aux tomates achetées en magasin, produites en série, tout en préservant les caractéristiques qui en font une culture économiquement avantageuse.

"Ces nouveaux gènes découverts dans le pan-génome de la tomate ont apporté des informations importantes au répertoire du génome de la tomate et offrent des possibilités supplémentaires d'amélioration de la tomate. Les profils de présence et d'absence de ces gènes dans différentes populations de tomates ont permis de mieux comprendre comment la sélection humaine des traits désirés ont remodelé les génomes de la tomate ", a déclaré Fei.

Les scientifiques s'attendent à ce que l'ajout de près de 5 000 gènes au répertoire du génome de la tomate fournisse des possibilités d'amélioration supplémentaires à mesure que leurs rôles dans la biologie de la tomate et la qualité des fruits sont déterminés.

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