Cachée sous la peau rouge et délicate et la chair juteuse d'une tomate se cache une richesse de nutriments et de constitution génétique. Grâce à des recherches récentes sur le premier génome d'une espèce de la tribu des tomatillos (qui fait partie de la famille des tomates), nous avons maintenant une meilleure idée de la façon dont cette famille de plantes vitales est née.

En termes simples, un génome est un ensemble complet d'ADN (matériel génétique) dans une plante. Le génome contient toutes les informations nécessaires au développement et à la croissance d'une plante. Lorsque les scientifiques assemblent des séquences génétiques pour construire un génome entier - un peu comme terminer un puzzle - cela les aide à prédire des choses comme la façon dont une plante poussera (droite ou tordue) et à quoi ressemblera le fruit (à peau fine ou épaisse). est important pour comprendre comment différentes variétés se forment et est essentiel pour obtenir de meilleures cultures.

"La famille des tomates est tout simplement la famille la plus fascinante. Elle se compose de plantes qui sont des cultures majeures, des mauvaises herbes envahissantes, des médicaments importants, de belles plantes à massifs et de nombreuses espèces sauvages apparentées aux cultures", explique Stacey Smith, professeur à l'Université de Colorado-Boulder.

Cette recherche a été publiée dans The Plant Genome .

Smith a dirigé les travaux sur le séquençage du génome de Iochroma cyaneum, un arbuste sauvage de la tribu tomatillo de la famille des tomates. Iochroma affiche des fleurs bleues frappantes mais n'est pas largement cultivé. Des scientifiques comme Smith peuvent apprendre à quel point des familles de plantes importantes ont évolué en collectant de nombreux génomes de différentes sous-espèces.

"Contrairement à la plupart des plantes de la famille avec des génomes séquencés, ce n'est pas une espèce cultivée. C'est aussi le seul membre de toute sa tribu avec un génome assemblé au niveau des chromosomes", explique Smith. Ces traits uniques rendent le nouveau génome encore plus précieux pour comprendre comment la famille élargie a évolué.

Après avoir séquencé le génome d'Iochroma et assemblé les séquences en chromosomes comme un puzzle, l'équipe de recherche de Smith l'a comparé à d'autres membres de la famille. La grande famille des tomates compte près de 3 000 espèces. Certaines de ces espèces, comme la belladone, sont toxiques pour l'homme. Quarante espèces ont été domestiquées, parmi lesquelles des pommes de terre, des aubergines et des piments forts, en plus des tomates. Toutes ces plantes appartiennent à la famille qu'on appelle aussi "morelles". Dans l'exemple de puzzle, cela signifie qu'ils ont tous un ensemble similaire de pièces de puzzle, jusqu'à un certain point. À partir de là, leurs pièces de puzzle sont différentes.

Le génome a indiqué aux chercheurs que Iochroma faisait partie de la famille connue sous le nom de "clade de baies". Ce sous-groupe forme des "baies" qui sont des fruits juteux avec de nombreuses graines, comme les tomates et les piments forts. Mais les scientifiques ont été surpris de constater que les relations familiales au sein de ce clade étaient loin d'être claires. Les preuves génétiques étaient incertaines quant aux espèces les plus étroitement apparentées. Les biologistes appellent ce type de désaccord "discordance".

"Ce type de désaccord survient souvent lorsque les lignées se reproduisent rapidement au sein de différentes espèces", explique Smith. "C'est peut-être ce qui s'est passé il y a des dizaines de millions d'années lorsque des baies à fruits charnus de cette famille ont fait irruption sur la scène. En raison de cette discordance, nous ne pouvons pas faire de déclarations définitives sur les espèces les plus étroitement apparentées."

Pourtant, le nouveau génome donne un nouveau regard sur l'évolution de la famille. Un indice est la façon dont les gènes se sont déplacés. Au fur et à mesure que les espèces évoluent, les gènes peuvent se déplacer d'un chromosome à l'autre. Les plantes s'adaptent efficacement à ces changements. Mais Iochroma a offert une surprise. Son brassage du génome ne ressemblait à aucun autre génome séquencé, ce qui signifie que l'arbuste a eu sa propre voie évolutive unique.

"Avec l'ajout du génome du lochroma, nous cherchons à comprendre comment les gènes ont été remaniés au cours de l'histoire évolutive du clade des baies", explique Smith. "Nous n'avons fait qu'effleurer la surface en termes de compréhension de l'évolution de cette diversité."

Bien que la nouvelle recherche ne produise pas immédiatement une tomate plus savoureuse ou un tomatillo plus tanger, Smith dit que la famille offre déjà beaucoup de saveurs au jardinier audacieux. Et, peut-être, une appréciation de la diversité offerte par l'évolution.

"J'encourage tous ceux qui s'intéressent aux solanacées à découvrir certaines des cultures les moins connues - essayez les baies dorées, les cerises de terre, les pépinos, les myrtilles ou les naranjillas", déclare Smith. "Il existe même des espèces qui peuvent être consommées comme légumes verts. Beaucoup d'entre elles pousseront avec bonheur dans les climats nordiques et apporteront beaucoup plus de saveur que n'importe quelle tomate que vous pouvez trouver sur les étagères des épiceries." + Explorer plus loin

Le génome de la tomate sauvage profitera aux cousins ​​domestiqués