Roses sans épines, création d’une équipe de scientifiques avec participation espagnole

Et bien que tout le monde sache ce qu’ils sont – et nous avons sûrement tous « souffert » de leur existence – la science ne comprend pas encore tout à fait pourquoi ce trait apparaît si fréquemment chez des espèces, a priori, si éloignées. Aujourd’hui, une étude internationale à laquelle participent des chercheurs de l’Université Politècnica de València (UPV) met en lumière cette question « épineuse » : derrière cette caractéristique se cache un gène qui est partagé par tous, même après des millions d’années de séparation évolutive. . Les conclusions viennent d’être publiées dans la revue ‘Science‘.

Des aubergines aux roses

Tout a commencé, justement, avec l’aubergine. Le groupe SOLbreeding de l’Institut pour la conservation et l’amélioration de l’agrodiversité valencienne (COMAV) de l’UPV, dirigé par Jaime Prohens, étudie depuis des années son amélioration génétique. “Pour les variétés modernes, nous souhaitons qu’elles n’aient pas d’épines. Cela facilite leur culture et leur récolte, en plus d’offrir d’autres avantages comme ne pas se piquer dans la caisse et créer des blessures qui accélèrent leur putréfaction”, explique-t-il à ABC Prohens. .

En « plongeant » dans l’ADN de l’aubergine, ils ont découvert une famille de gènes appelés Lonely Guy (LOG), responsables de la production d’une hormone responsable de la division et de l’expansion cellulaire. Dans une présentation en ligne, Prohens a contacté le chercheur Zachary Lippman, du prestigieux Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL). Lui et son protégé James Satterlee effectuaient des recherches sur les solanacées, une catégorie qui comprend les tomates, les pommes de terre et les aubergines. « J’ai remarqué que de nombreuses solanacées avaient des épines très proéminentes. Alors je me suis demandé : « Qu’est-ce qu’on sait de ça ? Que se passe-t-il avec cette adaptation ? Il s’est avéré que nous ne savions presque rien », a déclaré Lippman dans un communiqué.

Ainsi, les deux équipes ont commencé à étudier davantage de types d’aubergines, comme les aubergines africaines ou les aubergines sauvages, certaines avec de nombreuses épines. Ils se sont rendu compte que lorsque des mutations étaient trouvées dans un gène de la famille LOG, les aubergines n’avaient pas d’épines, alors que toutes celles qui avaient des épines avaient la même version du gène. Le groupe a donc pensé à essayer au-delà de cette culture. “Je faisais un séjour au CSHL lorsqu’ils m’ont proposé d’essayer les roses”, raconte Gloria Villanueva Párraga, chercheuse à l’UPV. Au début, cela me paraissait fou. Mais ensuite j’ai vu que tout avait un sens et que tout s’emboîtait.

En effet, lorsqu’une des équipes collaboratrices a réussi à faire taire le gène correspondant dans les roses, elle a obtenu des roses sans épines. Et la même chose s’est produite avec le jujube, une plante très populaire au Levant et au Maroc, appartenant également à la même famille. Cela ne s’arrête pas là et le groupe s’agrandit avec des chercheurs français, anglais et allemands. “C’est devenu un groupe multidisciplinaire, avec la collaboration de nombreuses organisations différentes”, explique David Alonso Martín, également chercheur à l’UPV.

Ils ont donc travaillé avec le Jardin botanique de New York pour examiner des spécimens avec et sans épines. Des collaborateurs de l’Université Cornell ont utilisé l’édition du génome pour éliminer les épines du raisin du désert, une baie récoltée par les aborigènes australiens qui, une fois séchée, se transforme en un type de raisin très sucré. Au total, l’équipe a associé les épines à des gènes liés au LOG ​​chez environ 20 espèces.

“Il s’agit d’un cas d’évolution convergente : un gène partagé par l’ancêtre de toutes ces plantes il y a 165 millions d’années a évolué en parallèle dans différentes espèces vers la même caractéristique, celle d’avoir des épines”, résume Prohens. «C’est similaire à ce qui se passe avec l’écholocation chez les chauves-souris et les baleines : toutes deux ont évolué indépendamment vers la même singularité. Et c’est quelque chose qui arrive rarement dans la nature.

Les candidatures

Au-delà de savoir comment ce mécanisme a évolué, ces travaux ont des applications directes. “Cette étude est importante car la plupart des plantes modèles n’ont pas d’épines, donc cette caractéristique, bien que si courante, est passée inaperçue par la science et n’a pas été autant étudiée que d’autres”, explique Pietro Gramazio, chercheur à l’UPV. “Connaître le mécanisme derrière les épines n’est pas seulement intéressant au niveau scientifique fondamental, mais a également des implications au niveau économique.”

Ainsi, cela ouvre la porte à l’amélioration des cultures grâce à des techniques d’édition génétique telles que CRISPR (le soi-disant coupe-colle génétique qui permet d’obtenir des évolutions naturelles dirigées de manière beaucoup plus efficace). «Par exemple, à l’heure actuelle, les plantations de raisin du désert, une espèce sauvage apparentée à l’aubergine qui a besoin de très peu d’eau pour sa croissance, sont impossibles car elles comportent de nombreuses épines. Mais si nous parvenons à les supprimer, ils ouvrent la porte à une nouvelle culture qui, dans un contexte de changement climatique, peut être très intéressante”, explique Prohens.

Cette étude est basée sur des plantes qui possèdent des épines provenant de l’épiderme des plantes. «Mais on peut explorer si les mêmes gènes influencent d’autres plantes dont les épines émergent de ce qui allait être des branches, comme les ronces ; ou des cactus, dont les feuilles sont devenues des pointes”, explique l’auteur. “Nous devons encore explorer d’autres espèces, mais aussi savoir exactement ce que fait ce gène et comment un ‘cheveu’ sur une plante devient une épine.” Et peut-être que si les roses créées par cette équipe deviennent populaires, Poison devrait mettre à jour sa chanson.