La pastèque est un produit agricole d’importance mondiale, tant en termes de quantité totale produite que de valeur économique totale générée.
Les scientifiques de l’Institut Boyce Thompson ont construit un « super-pangénome » complet pour la pastèque et ses parents sauvages, découvrant des gènes bénéfiques perdus lors de la domestication qui pourraient améliorer la résistance aux maladies et la qualité des fruits de cette culture fruitière vitale.
« Nous voulions approfondir les variations génétiques qui rendent les pastèques si diverses et uniques », a déclaré le professeur Zhangjun Fei, auteur principal de l’étude. « Nos découvertes fournissent non seulement un aperçu du parcours évolutif des pastèques, mais présentent également des implications importantes pour la sélection et la résistance aux maladies. »
Le super-pangénome de la pastèque a été construit à l’aide de séquences génomiques de référence et de données de reséquençage du génome de 547 accessions de pastèque couvrant quatre espèces : la pastèque cultivée (Citrullus lanatus) et ses parents sauvages C. mucosospermus, C. amarus et C. colocynthis.
Les analyses du super-pangénome ont révélé que de nombreux gènes de résistance aux maladies présents chez les espèces sauvages ont été perdus lors de la domestication, car les premiers agriculteurs ont sélectionné des caractéristiques de qualité des fruits telles que la douceur, la couleur de la chair et l’épaisseur de la croûte. « Ces gènes bénéfiques pourraient être réintroduits dans des cultivars modernes pour créer des variétés de pastèques plus résistantes », a noté Fei.
Une découverte clé de la recherche, récemment publiée dans le Revue de biotechnologie végétale, était l’identification d’une duplication en tandem du gène transporteur de sucre ClTST2 qui améliore l’accumulation de sucre et la douceur des fruits dans la pastèque cultivée. Cette variante génétique était rare chez les pastèques sauvages mais a été sélectionnée lors de la domestication.
« Le super-pangénome fournit une boîte à outils génétique précieuse pour les sélectionneurs et les chercheurs afin d’améliorer la pastèque cultivée », a déclaré Fei. « En comprenant la composition génétique et les schémas évolutifs des pastèques, nous pouvons développer des variétés avec un rendement amélioré, une résistance accrue aux maladies et une adaptabilité améliorée. »
Plus d’information:
Shan Wu et al, Un super-pangénome du genre Citrullus révèle des variations importantes dans les pastèques sauvages et cultivées et met en lumière l’évolution et la domestication de la pastèque, Revue de biotechnologie végétale (2023). DOI : 10.1111/pbi.14120