Le brocoli ressemble plus au chou-fleur dans un monde plus chaud.
Comme le savent les jardiniers chevronnés, les têtes de brocoli ne se développent pas correctement et peuvent ressembler à des choux-fleurs lorsqu'elles sont cultivées à des températures élevées.
Hans / Pixabay
Une nouvelle étude identifie les fondements génétiques qui expliquent pourquoi les têtes de brocoli deviennent anormales lorsqu'il fait chaud, ce qui permet de mieux comprendre les effets du réchauffement climatique sur toutes les cultures et ouvre la voie à la sélection de nouvelles variétés résistantes à la chaleur.
Le brocoli pousse mieux lorsqu'il est planté au début du printemps ou à la fin de l'été, jusqu'à l'automne. Les chercheurs ont constaté que le brocoli pousse normalement à une température moyenne de 61 degrés Fahrenheit, mais que ses couronnes commencent à se déformer à 72 degrés F et qu'il forme des têtes denses ressemblant à des choux-fleurs (appelées caillés) à 82 degrés F. Les chercheurs ont ensuite appliqué du 5-azacyte sur les couronnes de brocoli.
Les chercheurs ont ensuite appliqué de la 5-azacytidine, un produit chimique connu pour inhiber un processus appelé méthylation de l'ADN, où un groupe méthyle - une petite molécule - est ajouté à l'ADN. La méthylation est un mécanisme qui permet d'activer et de désactiver les gènes ; dans ce cas, elle supprime un groupe de gènes nécessaires à la production normale de têtes de brocoli. Après l'administration de 5-azacytidine, les têtes de brocoli normales ont poussé même à 82 degrés F, ce qui suggère que la méthylation est à l'origine de la croissance anormale en présence de chaleur.
"Une fois que nous aurons mieux compris le mécanisme, nous devrions être en mesure de concevoir des moyens de développer une nouvelle biotechnologie, une approche de génétique moléculaire pour supprimer la méthylation de l'ADN, afin d'améliorer les cultures pour qu'elles puissent pousser à des températures beaucoup plus élevées et dans des régions plus vastes", a déclaré Susheng Gan, professeur à l'université Cornell, au College of Agriculture and Life Sciences, et coauteur de l'article publié le 22 décembre dans la revue Molecular Horticulture. Liping Chen, professeur de sciences végétales à l'université de Zhejiang à Hangzhou, en Chine, est l'autre auteur correspondant.
Le réchauffement des températures a un impact sur tous les aspects de la croissance et du développement des plantes. Le développement des fleurs est particulièrement complexe et sensible aux températures, la chaleur réduisant la qualité et le rendement de légumes tels que le brocoli, dont le capitule complet - comprenant les tiges, les tiges, les feuilles et les fleurs - est consommé. Bien que des études supplémentaires soient nécessaires, Gan pense qu'à des températures plus élevées, la méthylation de l'ADN des gènes impliqués dans le développement floral pourrait être conservée dans toutes les cultures.
Dans l'étude, les chercheurs ont établi le profil des plants de brocoli (Brassica oleracea) à l'aide de technologies de séquençage du génome entier qui ont permis d'identifier le méthylome de la plante - où la méthylation s'est produite dans le génome - et son transcriptome - qui identifie les gènes activés. Ils ont découvert que le développement anormal des fleurs du brocoli était régulé par des ensembles de gènes associés à l'arrêt du développement floral (FCG). À 61 degrés F, les têtes de brocoli (son bouton floral) se développaient normalement. À 82 degrés F et, dans une moindre mesure, à 72 degrés F, la méthylation des éléments génétiques qui activent les FCG était supprimée.
Lorsqu'il est cultivé à des températures plus élevées, le développement floral se limite aux premiers stades de développement. Ainsi, à 72 degrés F, les bourgeons de brocoli sont limités à un stade où ils ressemblent à un croisement entre une tête de brocoli et un caillé de chou-fleur ; et à 82 degrés, ils sont encore plus peu développés et ressemblent à un caillé de chou-fleur.
Les études futures examineront le mécanisme à l'origine de la méthylation de l'ADN des FCG à haute température.
Zilei Yao et Lu Yuan, tous deux de l'université de Zhejiang, sont les coauteurs de l'étude.
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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