Des scientifiques récoltent des tomates exceptionnelles
Des chercheurs financés par l'UE viennent d'identifier une mutation pouvant rendre les tomates plus savoureuses et stimuler le rendement d'un facteur de 60%. Les résultats, publiés dans la revue Nature Genetics, pourraient avoir d'importantes répercussions sur le secteur de l'agriculture. Les travaux de recherche ont été menés par des scientifiques d'Israël et des États-Unis, lesquels ont reçu un soutien de l'UE dans le cadre du projet EU-SOL («High quality solanaceous crops for consumers, processors and producers by exploration of natural biodiversity») financé au titre du domaine thématique «Qualité et sûreté alimentaires» du sixième programme-cadre (6e PC) à hauteur de 18,7 millions d'euros. L'objectif de cette étude consistait à étudier le phénomène de la vigueur hybride, également appelé effet d'hétérosis, qui fait référence au fait que les descendants de parents génétiquement différents ont tendance à être «supérieurs» (par exemple plus grands ou plus productifs) en comparaison des descendants de parents génétiquement semblables. La vigueur hybride, pour la première fois été évoquée par Charles Darwin dans le cadre d'une étude de taille sur le sujet en 1876, a permis aux agriculteurs de produire des cultures à haut rendement tels que le maïs et le riz. Pourtant, malgré son importance pour l'agriculture, nous connaissons encore peu de choses sur les qualités des hybrides. L'une des théories consiste à dire que des mutations dangereuses s'accumulent dans les lignées consanguines mais ne se manifestent pas dans l'hybridation. «Une autre théorie sur l'hétérosis, soutenue par notre découverte, stipule que l'amélioration de la vigueur provient d'un seul gène (un effet que l'on appelle 'superdominance' ou 'surdominance')», explique le Dr Zach Lippman du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) aux États-Unis. L'équipe a étudié une bibliothèque géante de 5000 plants mutants de tomates, chacun contenant une mutation unique affectant divers aspects de la croissance des tomates, tels que la taille des fruits ou la forme des feuilles. Les chercheurs ont créé des hybrides en réalisant un croisement de chaque mutant avec son homologue sain et ont cherché les descendants à haut rendement. Leurs efforts ont révélé un mutant qui, croisé avec une plante non mutante, résultait en un hybride à très haut rendement. Il s'avère que cet hybride disposait d'une copie saine et d'une copie mutée d'un gène SFT (Single Flower Truss) responsable de la production d'une hormone végétale appelée florigène (hormone de la floraison). Comme son nom l'indique, cette hormone dicte aux plantes le moment de la feuillaison, de la floraison et de la fructification. Chez les plantes en pleine santé, la floraison est contrôlée par un équilibre délicat entre les niveaux de florigène (qui favorise la floraison) et une autre hormone qui retarde la floraison. L'hybride vedette cultivée par l'équipe ne dispose que d'une copie active du gène de l'hormone de la floraison, ce qui provoque la production de davantage de fleurs en moins de temps par la plante. En outre, le gène provoque le même effet de vigueur hybride dans différentes variétés de tomates cultivées dans divers environnements. «C'est le concept 'Boucles d'or'», explique le Dr Lippman. «Pour optimiser le rendement, il faut avoir la quantité exacte de florigène. Une mutation dans une copie du gène génère la dose exacte de florigène nécessaire pour provoque l'hétérosis.» Il est intéressant de noter que les florigènes hybrides produisent des tomates plus savoureuses et plus sucrées que leurs parents, ce qui est surprenant si l'on considère que l'augmentation du rendement résulte en général en des fruits moins goûteux. «Cette découverte pourrait avoir un impact important sur l'industrie des tomates, qui vaut plusieurs milliards de dollars, ainsi que sur les pratiques agricoles visant à atteindre le plus haut rendement possible à partir d'autres cultures de plantes à fleurs», ajoute le Dr Lippman. L'équipe prévoit maintenant de déterminer si les gènes de floraison ont le même effet dans d'autres cultures. «Les plantes mutantes sont généralement éliminées car on considère que les mutations pourraient avoir un effet néfaste sur la croissance», fait remarquer le Dr Lippman. «Nos résultats montrent que le croisement avec des mutations hybrides pourrait être un véritable succès et un moyen puissant d'augmenter le rendement non seulement pour les cultures de tomates, mais aussi pour toutes les cultures.»
Pays
Israël, États-Unis