Une histoire du seigle : Comment les premiers agriculteurs ont rendu les plantes génétiquement moins flexibles
Au cours de plusieurs milliers d'années, l'homme a fait du seigle une plante cultivée. Ce faisant, ils ont considérablement limité sa flexibilité génétique. Aujourd'hui, le seigle sauvage possède non seulement un patrimoine génétique plus diversifié, mais il est également capable de le recombiner plus librement que ses cousins domestiqués. C'est ce qu'a démontré une équipe de chercheurs dirigée par l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) et l'Institut Leibniz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées (IPK) dans une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique "Molecular Biology and Evolution". Les résultats expliquent également pourquoi le seigle cultivé est moins résistant que les espèces sauvages aux évolutions telles que le changement climatique.
Uni Halle / Steven Dreissig
Dans son étude, l'équipe a examiné diverses propriétés et le matériel génétique de 916 plantes de seigle sauvages et domestiquées provenant de différentes régions d'Europe et d'Asie. Ils se sont particulièrement intéressés aux régions dites de recombinaison du seigle. En substance, cela décrit la fréquence à laquelle le matériel génétique d'une plante se mélange le long d'un chromosome pendant la division cellulaire. "Le processus de recombinaison joue un rôle important dans l'évolution d'une espèce car il permet à deux variantes génétiques bénéfiques de se combiner", explique le Dr Steven Dreissig de la MLU. En même temps, les variantes utiles peuvent aussi être séparées de celles qui sont moins bénéfiques. Plus le paysage de recombinaison est vaste, plus les plantes sont capables de recombiner leur matériel génétique de manière flexible.
Pour les premiers agriculteurs, ce processus était toutefois désavantageux : l'agriculture repose sur des plantes uniformes ayant plus ou moins les mêmes propriétés et le même matériel génétique. Dans le cas du seigle, explique M. Dreissig, la situation est aggravée par le fait que les plantes dépendent de la pollinisation croisée ; contrairement à l'orge ou au blé, elles sont incapables de s'autopolliniser. "Le pollen du seigle peut voyager jusqu'à plusieurs kilomètres. Cela permet à des populations séparées dans l'espace de rester en contact et d'échanger du matériel génétique", explique M. Dreissig.
L'homme a commencé à cultiver des céréales, comme l'orge ou le blé, il y a environ 12 000 ans. La plupart des variétés établies aujourd'hui sont originaires de la région du Croissant fertile, au Moyen-Orient. "On suppose que le seigle s'est d'abord répandu en Europe comme une mauvaise herbe et qu'il n'a pu y être domestiqué que bien plus tard, car il n'existait pas de variétés sauvages gênantes", explique le Dr Martin Mascher de l'IPK, qui est également membre du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.
Leurs nouvelles analyses ont permis aux chercheurs de reconstituer la répartition du seigle et de recréer un réseau de parenté de l'Asie à l'Europe centrale. Plus la distance entre les différents lieux est grande, plus les différences dans le paysage de recombinaison des plantes sont importantes. "Nous avons en fait trouvé des différences majeures entre le seigle domestiqué et le seigle sauvage, en particulier dans les régions de non-recombinaison. Dans le seigle cultivé, les régions de recombinaison sont nettement plus petites que dans les plantes semblables à des mauvaises herbes, comme celles que l'on trouve encore aujourd'hui en Turquie", explique M. Dreissig. Ce phénomène est avantageux pour les plantes cultivées, car il permet de rendre plus uniformes et contrôlables les plantes présentant des propriétés souhaitables, par exemple des épis fermes et de gros grains. Le seigle sauvage, quant à lui, bénéficie de cette flexibilité génétique, qui lui permet de mieux réagir aux facteurs de perturbation, comme un changement de climat.
L'équipe a également identifié une région génétique qui semble jouer un rôle majeur dans la flexibilité du matériel génétique. Ce faisant, ils ont également trouvé un gène qui était déjà connu pour influencer les régions de recombinaison chez la levure.
L'étude a été financée par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fondation allemande pour la recherche, DFG) et le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche (BMBF).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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