Nelumbo est un genre unique de Nelumbonaceae (lotus), qui comprend deux espèces existantes : N. nucifera Gaertn. largement distribué en Asie et dans le nord de l’Australie, et N. lutea Pers. qui est distribué en Amérique. Ces deux espèces présentent des différences de morphologie, telles que la taille de la plante, la forme des feuilles, la forme des pétales et la couleur des pétales, mais partagent le même nombre de chromosomes.
Une équipe de recherche du Jardin botanique de Wuhan de l’Académie chinoise des sciences et de l’Université d’agriculture et de foresterie du Fujian a séquencé le génome du lotus américain et a révélé de possibles bases génomiques pour la couleur des pétales, la thermogenèse du carpelle et la domestication du lotus.
Les chercheurs ont assemblé un génome du lotus américain d’une longueur totale de 843 Mo, soit environ 30 Mo de plus que celui du lotus asiatique, « China Antique ». Des analyses génomiques comparatives ont montré que les deux espèces présentaient une synténie élevée et ont divergé il y a environ 13,86 millions d’années.
Cinq anthocyanes ont été confirmées dans les pétales de fleur du lotus asiatique, qui ont déterminé la couleur de la fleur, tandis que des composés caroténoïdes ont été identifiés comme contribuant à la couleur jaune de la fleur du lotus américain. De plus, les chercheurs ont confirmé qu’un facteur de transcription MYB NnMYB5 pouvait induire la biosynthèse des anthocyanes pour produire une coloration rouge dans les pétales de lotus asiatiques.
La fleur de lotus peut maintenir une température constante de 30 à 36 ° C pendant deux à quatre jours pendant l’anthèse. L’abondance accrue de transcrits de gènes codant pour l’oxydase alternative, les protéines de découplage et le métabolisme et le transport des sucres a suggéré que ces gènes étaient susceptibles de contribuer à la thermogenèse, qui pourrait jouer un rôle important dans la protogynie des fleurs.
Les chercheurs ont utilisé l’analyse du génome de la population pour révéler une profonde divergence entre le lotus américain et asiatique. De plus, ils ont révélé la domestication indépendante des traits de graines, de rhizomes et de fleurs chez le Lotus asiatique cultivé.
Les résultats de l’étude ont été publiés dans Le journal des plantes.
Ping Zheng et al, Des analyses comparatives des génomes de lotus américains et asiatiques révèlent des informations sur la couleur des pétales, la thermogenèse du carpelle et la domestication, Le journal des plantes (2022). DOI : 10.1111/tpj.15753