Nouvelle étude : comment les plantes spécialistes du froid s'adaptent grâce aux chromosomes supplémentaires

ParisDes chercheurs de Heidelberg, Nottingham et Prague ont examiné comment un plus grand nombre de chromosomes permet aux plantes de mieux s'adapter aux environnements froids. Ils ont découvert que les plantes possédant plus de deux jeux de chromosomes, appelées polyploïdes, subissent des modifications dans leur ADN qui les aident à survivre plus efficacement dans les climats froids. Cela a été particulièrement crucial pendant les ères glaciaires, notamment pour des plantes comme le cresson de roche.

Principales conclusions de l'étude :

• Les polyploïdes peuvent occuper des niches écologiques de manière répétée.
• Les cressons alpins adaptés au froid ont développé des pools génétiques distincts qui ont échangé des gènes dans les régions froides.
• Les variantes structurelles génomiques sont plus fréquentes chez les polyploïdes que chez les diploïdes.

Sporenwortels, également connues sous le nom de Cochlearia, se sont séparées de leurs parents méditerranéens il y a plus de dix millions d'années. Alors que leurs descendants se sont adaptés aux conditions arides, les sporenwortels ont commencé à prospérer dans les régions arctiques il y a 2,5 millions d'années. L'équipe du Prof. Dr. Marcus Koch a découvert que la Cochlearia pouvait s'ajuster aux périodes de froid et de chaleur au cours des deux derniers millions d'années. Les mécanismes génomiques spécifiques permettant cette adaptation rapide étaient largement inconnus jusqu'à récemment.

Dans cette étude, l'équipe du Prof. Dr. Levi Yant a séquencé le génome de Cochlearia excelsa et créé un pan-génome. Ils ont analysé plus de 350 génomes de différentes espèces de Cochlearia. Les résultats ont révélé que les plantes polyploïdes présentent des changements structuraux plus fréquents dans leurs génomes que les plantes diploïdes. Ces modifications sont difficiles à détecter, car les copies supplémentaires du génome les masquent, leur permettant de s'accumuler sans être éliminées par la sélection naturelle.

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Les modifications spécifiques aux polyploïdes dans l'ADN modifient souvent les gènes essentiels à l'adaptation à divers climats. Des études approfondies ont révélé que ces changements influencent la croissance des semences et la résistance des plantes aux maladies. Dr. Filip Kolář a souligné que ces modifications pourraient être cruciales pour l'adaptation des plantes face aux changements climatiques futurs.

Le Professeur Koch avertit que les espèces de Cochlearia d'Europe centrale pourraient ne pas survivre au changement climatique. Par exemple, Cochlearia excelsa, qui vit déjà au sommet des montagnes autrichiennes, ne peut pas monter plus haut. De même, la Cochléaire des Pyrénées rencontrera des difficultés dans les régions collinaires et montagneuses d'Europe centrale. Cependant, l'ensemble du pool génétique de ces plantes adaptées au froid pourrait se maintenir dans les régions nordiques.

L'étude révèle que la duplication du génome chez les plantes polyploïdes les aide à s'adapter à des environnements changeants. Cette découverte est cruciale pour comprendre comment les plantes pourraient survivre aux futures modifications climatiques. Elle souligne également l'importance de préserver la diversité végétale dans différentes régions.