Les scientifiques ont découvert les gènes qui semblent déterminer la forme des fruits et légumes. Pourrait-on un jour en voir un carré comme sur cette illustration ? Jason Koch/HowStuffWorks

Promenez-vous dans l'allée des produits de votre épicerie locale et vous trouverez une variété éblouissante de tomates, de la cerise au raisin en passant par les biftecks ​​de bœuf massifs et les héritages noueux en forme de poire. Idem avec la courge, pommes de terre, concombres et légumes-feuilles. Cette générosité de couleurs diverses, les formes et les tailles ne sont pas le résultat de la sélection naturelle, mais plutôt une sélection humaine.

Au fil des millénaires, les agriculteurs et les obtenteurs ont repéré des mutations utiles dans les fruits et légumes - des fruits plus savoureux, de meilleurs rendements, de nouvelles formes - et préservé ces traits grâce à des techniques de sélection conventionnelles. Le processus est lent, mais si vous croisez différentes souches suffisamment de fois, éventuellement, vous pouvez créer quelque chose d'assez nouveau et assez commercialisable pour être appelé sa propre variété.

Ce processus de sélection conventionnel lent et régulier est sur le point de bénéficier des progrès de la cartographie génétique. Avec un génome de tomate ou de concombre en main, les sélectionneurs n'ont pas à attendre des mois pour qu'un plant de tomate porte des fruits pour savoir si les tomates seront en forme de poire ou rondes. Au lieu, ils peuvent rechercher des marqueurs révélateurs dans l'ADN d'un plant qui codent pour une forme de fruit spécifique, taille et couleur. Cette technique de "sélection assistée par marqueurs" promet de couper des années le processus traditionnel de sélection végétale.

Esther van der Knaap est à la pointe de la recherche génétique sur la façon dont l'ADN d'une plante ordonne à ses fruits de pousser longs et maigres comme un concombre de serre ou rond et trapu comme une tomate bifteck. Dans son laboratoire de l'Université de Géorgie, les post-doctorants et les étudiants de premier cycle coupent les tomates en deux et les placent sur un scanner à plat pour mesurer les formes et les tailles précises produites par différentes combinaisons génétiques.

Dans un article publié le 9 novembre, 2018 dans la revue Nature Communications, van der Knaap a annoncé la découverte de deux familles de gènes qui semblent jouer un rôle clé dans la fabrication des fruits et légumes ronds ou longs. Les fruits et légumes sont techniquement les organes comestibles d'une plante, et ces organes grandissent et se développent par division cellulaire.

"Pour faire une certaine forme, comme une forme longue ou ronde, vous devez avoir certains modèles de division cellulaire, " explique van der Knaap. " Soit les cellules se divisent horizontalement, soit elles se divisent verticalement. "

Ça a du sens. Plus les cellules d'un organe se divisent horizontalement en se divisant au milieu, plus ils vont construire du tissu horizontalement, créer un plus gros, fruit plus rond.

Ce que van der Knaap et ses collègues ont découvert dans le génome de la tomate est un gène spécifique appelé OVATE qui semble être responsable de la création de protéines qui indiquent aux cellules de se diviser selon un schéma vertical. Lorsque plus de cellules se séparent d'un côté à l'autre, le modèle de croissance produit un fruit allongé. OVATE est la différence entre une tomate cerise parfaitement ronde et une tomate en forme de poire.

Tomates sauvages, comme les variétés indigènes trouvées au Pérou, Equateur et Mexique, sont invariablement petits et ronds, dit van der Knaap, ce qui signifie que les tomates en forme de poire et les autres tomates allongées sont des mutations survenues plus tard. Dès les années 30, les biologistes végétaux ont appelé la mutation d'élongation OVATE, mais n'avait aucune idée du mécanisme génétique réel derrière cela.

Maintenant que van der Knaap a identifié la protéine OVATE, ainsi qu'une autre famille de protéines appelées TRM qui interagissent avec OVATE, il fournit un autre outil aux phytogénéticiens qui utilisent la sélection assistée par marqueurs. Si les marqueurs OVATE et TRM sont présents, vous pouvez être sûr que le fruit sera allongé. Si l'un ou l'autre manque, c'est la rentrée. Van der Knaap dit que cela accélérera le processus de sélection et permettra aux producteurs de se concentrer sur des traits plus délicats comme le rendement et la résistance aux ravageurs qui ne sont pas aussi facilement liés à un ou deux gènes.

Alors maintenant, la question est, ces progrès en génétique végétale signifient-ils que votre rayon de produits comprendra bientôt des tomates carrées ou des citrouilles en forme de pyramide ? Pas probable, dit van der Knaap, mais pas parce que c'est techniquement impossible. Elle dit qu'il y a des tonnes de mutations bizarres dans le génome de la tomate qui donnent des fruits d'apparence folle. Et puisque ces mutations se produisent naturellement, ils pourraient être isolés et répliqués en laboratoire.

Mais le problème avec les tomates carrées et autres fruits en forme de boule est double, dit van der Knaap. D'abord, il y a le problème des OGM. Si les sélectionneurs utilisent l'édition de gènes pour modifier ou remplacer directement les gènes dans les plantes alimentaires, alors ces souches sont considérées comme OGM, et les gens sont paniqués par les OGM dans leur nourriture.

Seconde, de toutes nouvelles formes de fruits et légumes peuvent tout simplement avoir un goût désagréable.

"Certaines mutations sont si bizarres qu'aucun cultivateur ne les cultiverait, parce qu'ils ont beaucoup d'autres problèmes, " dit van der Knaap. " Ils n'ont que quelques fruits par plante ou ils ont un goût terrible, parce que quand vous faites pousser un fruit dans une forme vraiment étrange, vous gâchez l'équilibre hormonal. Ce n'est peut-être pas très juteux et savoureux du tout."

Si vous voulez vraiment faire pousser une tomate carrée, dit van der Knaap, il suffit de mettre une boîte autour comme le font les Japonais avec ces pastèques carrées folles. "Ce serait une tomate haut de gamme, " dit le chercheur. "Je ne sais pas si je voudrais payer pour ça."

Maintenant c'est cool

Les gens de Grow Your Heirlooms ont publié des instructions et une vidéo sur la façon de faire pousser une tomate carrée à l'aide de boîtes en plastique faites à la main.