Les hémiparasites obtiennent des nutriments et des sels inorganiques des plantes hôtes via les haustoria, une habitude qui a évolué indépendamment au moins 12 fois chez les angiospermes. Cuscuta représente l'un des 12 ordres d'angiospermes qui ont évolué indépendamment d'autotrophes à parasites.
Morphologiquement, les espèces de Cuscuta sont des hippophores à tige, avec des racines et des feuilles complètement dégénérées ou très faiblement actives sur le plan photosynthétique ou perdues. La perte de gènes plastidiens et la dégénérescence fonctionnelle du génome ont été signalées à plusieurs reprises à Cuscuta. Cependant, les liens évolutifs entre la dégénérescence fonctionnelle et l'évolution de ses gènes et de son génome n'ont pas encore été clarifiés.
Des chercheurs du Jardin botanique tropical de Xishuangbanna (XTBG) de l'Académie chinoise des sciences et leurs collaborateurs ont procédé à l'assemblage de novo de 29 nouveaux plastomes, dont 20 échantillons provenant de sept espèces de Cuscuta et de neuf espèces autotrophes de Convolvulaceae.
Ils ont déchiffré le mécanisme d'évolution du plastome de Cuscuta et de ses plantes autotrophes apparentées aux Cuscutaceae. Leur étude est publiée dans Plant Molecular Biology. .
Les résultats ont montré que la variation structurelle des plastomes chez les Convolvulaceae était diversifiée, avec neuf types de réarrangements structurels et six types d'expansion-contraction de bordure à répétition inversée (IR). Les variations structurelles étaient étroitement liées à la transition de la forme de vie parasitaire et pourraient avoir été exacerbées par l'expansion-contraction de la frontière IR et les grands fragments répétés.
De plus, la dégénérescence des plastomes des espèces Cuscuta était progressive, avec une perte massive de gènes ne se produisant que chez trois espèces du groupe Ceratophorae du sous-genre Grammica.
Dans l'ensemble, l'habitude parasitaire de Cuscuta a favorisé l'exposition des gènes du plastome à des contraintes sélectives assouplies, et l'accumulation de microvariations dans un grand nombre de gènes du plastome a conduit à une dégénérescence du plastome.
"Notre étude fournit de nouvelles preuves pour une meilleure compréhension de l'évolution, de la variation et de la réduction du plastome dans le genre Cuscuta", a déclaré Yu Wenbin de XTBG.
Plus d'informations : Li-Qiong Chen et al, Les variations et la réduction du plastome sont associées à l'évolution du parasitisme chez les Convolvulaceae, Biologie moléculaire des plantes (2024). DOI : 10.1007/s11103-024-01440-1
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
