De petites différences dans la séquence d’ADN contribuent aux variations héréditaires au sein d’une espèce, tout comme les modifications chimiques de l’ADN appelées changements épigénétiques. Afin de mieux comprendre l’importance de ces changements épigénétiques pour l’évolution des plantes, une équipe de recherche internationale dirigée par le professeur Oliver Bossdorf de l’Institut d’évolution et d’écologie de l’Université de Tübingen a enquêté sur un grand nombre de populations de Thlaspi arvense ou ombelle des champs. dans une étude européenne.
Les chercheurs ont lié les séquences d’ADN et les données environnementales des lieux d’origine avec les modifications épigénétiques de cette plante sauvage. Selon leurs résultats, une grande partie de la variation épigénétique est principalement déterminée par la séquence d’ADN. Cependant, une partie de la variation épigénétique est fortement liée aux conditions climatiques du lieu d’origine de la plante. En agriculture, l’abricot des champs pourrait devenir important à l’avenir comme culture de couverture d’hiver et comme source de biocarburant. L’étude a été publiée dans la dernière édition de Génétique PLoS.
Thlaspi arvense est une plante sauvage annuelle à fleurs blanches de la famille des crucifères, originaire d’une grande partie de l’Europe et de l’Asie. Son nom commun vient de la forme ronde de ses gousses, qui rappellent les pièces de monnaie. Pour l’étude, l’équipe de recherche a collecté des graines de 207 populations de pennycress sauvage à travers l’Europe et a cultivé les graines en laboratoire dans des conditions standard. À partir d’échantillons de ces plantes, ils ont ensuite analysé les séquences d’ADN complètes, ainsi que les « méthlyomes », la séquence complète des méthylations d’ADN, des changements épigénétiques importants qui influencent si et à quelle fréquence certains gènes sont transcrits.
Culture de rente potentielle
« On ne peut comprendre l’importance de l’épigénétique pour l’évolution et l’adaptabilité des plantes que si l’on dispose de données étendues et à haute résolution sur la variation génétique et épigénétique de nombreuses origines végétales et sur leurs conditions environnementales. Jusqu’à présent, ces données n’étaient disponibles que pour quelques plantes modèles dans la recherche sur les plantes, comme l’arabette, Arabidopsis thaliana », explique Oliver Bossdorf. Lui et son équipe ont maintenant, pour la première fois, réalisé une telle étude combinée sur une plante sauvage récoltée dans de nombreux sites naturels.
« Nous avons trouvé une forte variation géographique dans les méthylations de l’ADN du génome de l’escargot des champs. Une grande partie de celle-ci est directement liée à la séquence d’ADN. Cependant, selon le contexte génomique, une proportion importante est également déterminée par les conditions environnementales à le lieu d’origine de la plante », explique Bossdorf. Cela suggère que les variations épigénétiques de l’escargot des champs pourraient jouer un rôle dans son adaptation à court terme aux conditions climatiques.
Le pennycress des champs est actuellement développé comme base d’un nouveau biocarburant et sera probablement utilisé à l’avenir comme culture de couverture en hiver, explique Bossdorf. « Nos résultats pourraient donc également être utiles pour l’agriculture, en particulier pour la culture du pennycress des champs dans des conditions climatiques changeantes. »
Plus d’information:
Dario Galanti et al, Facteurs génétiques et environnementaux de la variation épigénétique à grande échelle chez Thlaspi arvense, Génétique PLOS (2022). DOI : 10.1371/journal.pgen.1010452