Des scientifiques de l'Iowa State University ont fait un voyage dans le passé en étudiant les changements génétiques du maïs provoqués par la domestication.

Une étude publiée dans la revue académique à comité de lecture Biologie du génome met en lumière comment la démographie, ou des changements dans la taille de la population, façonné la génétique du maïs. L'étude montre comment les « goulets d'étranglement » génétiques imposés par la domestication des plants de maïs ont augmenté la prévalence des mutations désavantageuses présentes dans le génome de la culture aujourd'hui. Matthieu Hufford, professeur assistant d'écologie, évolution et biologie de l'organisme et auteur principal correspondant de l'étude, la compréhension de l'histoire d'une culture permet aux scientifiques de prédire avec une plus grande précision comment les espèces domestiquées peuvent réagir aux nouvelles conditions environnementales.

Les résultats les plus importants de l'étude sont résumés dans une vidéo animée du journal.

Le maïs a d'abord été domestiqué environ 10, il y a 000 ans dans le centre du Mexique en sélectionnant les traits souhaitables de la téosinte, une espèce d'herbe sauvage. Depuis, le maïs domestiqué s'est répandu dans toutes les Amériques. Mais, les premiers agriculteurs sélectionnaient des plantes pour des caractères spécifiques souhaitables pour la production agricole, ils ont créé un goulot d'étranglement qui a limité la diversité du pool génétique disponible.

« La sélection naturelle fonctionne généralement mieux lorsque vous avez des populations plus importantes, " dit Hufford. " Sinon, la dérive et le hasard peuvent augmenter la quantité d'allèles délétères, et c'est ce que nous voyons ici."

Les allèles délétères, ou des mutations défavorables dans le génome du maïs, a augmenté en fréquence à la suite de la domestication et est devenu encore plus commun à mesure que le maïs s'est propagé plus loin de son point d'origine, selon l'étude. Ces mutations rendent plus difficile la survie et la reproduction des plantes.

Par exemple, Hufford a déclaré que les variétés de maïs de la région des Andes en Amérique du Sud, où l'isolement géographique exerce une pression évolutive sur les cultures, montrent un nombre élevé de mutations délétères.

Hufford et son équipe de recherche, dont l'auteur principal et chercheur postdoctoral Li Wang, ont séquencé les génomes de 31 variétés de maïs et de quatre variétés de téosinte pour l'étude. comparaisons géographiques, ainsi que des analyses de divers marqueurs génétiques, a permis aux chercheurs de reconstituer une chronologie de l'évolution. La chronologie montre une séparation entre les espèces sauvages et domestiquées autour de 10, il y a 000 ans.

Mais Hufford a dit que le flux génétique, ou croisement d'espèces domestiquées avec la téosinte, peut avoir aidé les plants de maïs à s'adapter aux nouvelles conditions environnementales alors que le maïs s'est propagé aux régions de haute altitude à travers les continents et peut également avoir diminué le nombre d'allèles délétères dans le maïs. Cette nouvelle compréhension peut aider les scientifiques à prédire comment d'autres espèces domestiquées, comme les cultures, peut être capable de s'adapter à de nouveaux environnements géographiques et environnementaux, dit Hufford.