Un scientifique de l'Université de Rhode Island qui étudie la plante envahissante Phragmites faisait partie d'une équipe de recherche internationale qui a découvert que le facteur le plus important pour déterminer si une plante deviendrait envahissante était la taille de son génome.

Laura Meyerson, URI professeur de sciences des ressources naturelles, a déclaré "nos résultats sont limpides. Les petits génomes sont le facteur le plus important pour déterminer le caractère invasif, au moins pour les Phragmites, mais probablement aussi pour de nombreuses autres espèces."

Les résultats de cette recherche ont été publiés cette semaine dans la revue Écologie .

En collaboration avec ses collègues Petr Pyšek et feu Jan Suda de l'Institut de botanique de l'Académie tchèque des sciences et leur équipe, ils ont passé au crible 900 populations de Phragmites du monde entier et en ont choisi 100 à évaluer. Les chercheurs ont cultivé ces plantes dans un jardin commun en République tchèque où ils les ont exposées aux mêmes conditions environnementales et ont régulièrement mesuré une grande variété de traits, de la teneur en éléments nutritifs et de la ténacité des feuilles à la chimie des plantes et à la sensibilité aux herbivores.

Alors que toutes les plantes étudiées étaient de la même espèce, Phragmites australis, la taille de leur génome variait d'une population à l'autre.

Selon Meyerson, l'auteur principal de l'article, leurs résultats suggèrent que les plantes à grand génome ne peuvent pousser que dans des endroits limités. La lignée des Phragmites du golfe du Mexique, par exemple, qui a un grand génome, n'a pas pu quitter la région du Golfe, considérant que les Phragmites originaires d'Europe, qui a un petit génome, est très envahissant partout en Amérique du Nord.

"Les petits génomes sont plus agiles, " dit-elle. " Ils peuvent pousser dans des environnements variables et à presque toutes les latitudes. "

Les découvertes de l'équipe de recherche soulèvent la question de savoir pourquoi les plantes à petit génome sont plus susceptibles de devenir envahissantes. Elle pense qu'ils ont la réponse.

"La principale raison théorique tient au temps de génération minimum, " a-t-elle expliqué. " L'idée est qu'un génome plus petit peut être répliqué plus rapidement qu'un génome plus grand. Donc, si une plante est dans un environnement stressant, il peut être répliqué plus rapidement que s'il avait un génome plus grand. Il a besoin de moins de ressources et peut utiliser ses ressources rapidement pour se reproduire avant que sa chance ne s'épuise.

"D'autre part, un génome plus petit signifie également qu'il peut perdre des gènes potentiellement bénéfiques, " a ajouté Pyšek, le premier auteur de l'article. « Donc, il peut y avoir un compromis. »

Les scientifiques utilisent la cytométrie en flux, une technologie simple et peu coûteuse, mesurer la taille du génome d'une plante, et la rapidité et la simplicité du processus fournissent de nombreuses applications pour les résultats de la recherche. Les agents de sécurité aux frontières pourraient rapidement contrôler la taille du génome des plantes avant qu'elles ne traversent la frontière ou soient importées dans le pays, par exemple.

"Cela nous donne un outil bon marché pour mesurer leur potentiel invasif, " dit Meyerson.

Elle pense également qu'il pourrait être utilisé pour donner la priorité à la gestion des populations invasives existantes de roseau commun et d'autres plantes ayant les mêmes caractéristiques de taille de génome.

« Les gestionnaires des terres pourraient dépister les populations invasives pour la taille du génome afin qu'ils puissent allouer leurs ressources plus efficacement pour gérer les espèces les plus invasives, " dit-elle. " En déterminant si une population a une taille de génome particulièrement petite, ils sauront qu'une plante particulière peut être plus agressive et doit être ciblée pour être supprimée. »

Les prochaines études de Meyerson, en étroite collaboration permanente avec des chercheurs de la République tchèque, s'appuiera sur ces résultats. Elle mène des expériences à l'URI pour déterminer comment les variables environnementales telles que la salinité et la température interagissent avec les plantes de différentes tailles de génome et comment la chimie des plantes est affectée par la taille du génome. Les résultats préliminaires de ces études sont attendus l'année prochaine.