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L’évitement de la consanguinité chez les plantes
Une étude sur le genre Leavenworthia semble indiquer que la perte des caractères complexes pourrait être réversible
±ĘłÜ˛ú±ôľ±Ă©: 10 June 2013
En dépit de leur nature hermaphrodite, de nombreuses plantes à fleurs peuvent reconnaître et rejeter leur propre pollen, évitant ainsi les croisements consanguins. Ce mécanisme constitue un caractère complexe reposant sur l’interaction d’un gène qui marque le pollen d’une molécule identificatrice et d’un gène qui produit une molécule capable de détecter le pollen libéré par cette même plante.
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Ă€ maintes reprises, les biologistes de l’évolution ont soutenu qu’une fois disparus, les caractères complexes sont rarement rĂ©cupĂ©rĂ©s. Toutefois, une nouvelle Ă©tude rĂ©alisĂ©e par des biologistes de l’UniversitĂ© 69ČČĘÓƵ, dont les rĂ©sultats ont fait l’objet d’un article publiĂ© dans la revue scientifiqueĚýPLOS Biology, semble indiquer qu’il en serait autrement pour la reconnaissance de l’autopollen.
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Dans une lignĂ©e Ă©volutive conduisant au genreĚýLeavenworthiaĚý(apparentĂ© au canola et Ă certaines variĂ©tĂ©s de choux, comme le brocoli et le chou pommĂ©), les gènes ancestraux codant pour la reconnaissance de l’autopollen ont Ă©tĂ© perdus. Toutefois, la fonction de reconnaissance de l’autopollen du genreĚýLeavenworthiaĚýsemble avoir Ă©tĂ© rĂ©cupĂ©rĂ©eĚýpar deux autres gènes qui, Ă l’origine, pourraient avoir jouĂ© un rĂ´le diffĂ©rentĚý-Ěýdans la reconnaissance des pathogènes, par exemple.
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L’« auto-incompatibilitĂ© », le système de reconnaissance du pollen qui permet aux plantes d’éviter la consanguinitĂ© dĂ©coulant de l’autopollinisation, repose sur une paire de gènes Ă©troitement liĂ©s appelĂ©eĚýlocusĚýS. Dans le cadre de cette Ă©tude, les chercheurs ont analysĂ© la sĂ©quence gĂ©nĂ©tique, l’organisation gĂ©nomique, ainsi que l’histoire Ă©volutive des gènes du locusĚýSĚýchez des membres de la famille des BrassicacĂ©es, qui comprennent le genreĚýLeavenworthia.
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«ĚýNous avons constatĂ© la disparition des deux gènes du locusĚýSĚýancestral des BrassicacĂ©es parmi les plantes du genreĚýLeavenworthiaĚý», explique Sier-Ching Chantha, chercheuse Ă 69ČČĘÓƵ et auteure principale de l’étude. «ĚýToutefois, nos analyses rĂ©vèlent que les plantes appartenant Ă ce genre possèdent deux autres gènes liĂ©s dont les caractĂ©ristiques ressemblent Ă ceux du locusĚýSĚýancestral. De plus, chez les plantes d'une espèce apparentĂ©e Ă ĚýLeavenworthia, deux gènes similaires mais n'appartenant pas au locusĚýSĚýancestral, occupent la mĂŞme position gĂ©nomique que les deux gènes deĚýLeavenworthia. Ceci nous porte Ă croire que ces gènes ont Ă©voluĂ© pour adopter le rĂ´le du système de reconnaissance du pollenĚý‒Ěýl’auto-incompatibilitĂ©Ěý‒Ěýchez les plantes du genreĚýLeavenworthia.Ěý»
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Les mĂ©canismes par lesquels les plantes Ă©vitent la consanguinitĂ©, ainsi que l’évolution du locusĚýS, sont des sujets de recherche importants pour les phytobiologistes. On observe des centaines de variants d’un seul locusĚýSĚýau sein d’une mĂŞme population de plantes, ce qui est peu commun. Dans le monde animal, les nombreuses variantes des gènes du système immunitaire constituent un phĂ©nomène semblable. En effet, ces derniers participent Ă©galement Ă la reconnaissance, comme les gènes du locusĚýSchez les plantes; toutefois, ils reconnaissent les antigènes Ă©trangers plutĂ´t que les types de pollen. Il semble que la fonction de reconnaissance puisse agir dans les deux systèmes afin de permettre l’évolution d’une vaste diversitĂ© gĂ©nĂ©tique.Ěý
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« François Jacob, le cĂ©lèbre biologiste français, a dĂ©jĂ comparĂ© la sĂ©lection naturelle Ă un bricoleur qui utilise les matĂ©riaux qu’il trouve dans son environnement immĂ©diat pour fabriquer un objet fonctionnel », affirme Daniel Schoen, professeur de biologie Ă 69ČČĘÓƵ et auteur-ressource de l’étude. «ĚýL’évolution des gènes qui interviennent dans la reconnaissance de l’autopollen chez les plantes du genreĚýLeavenworthiaĚýconstitue un exemple convaincant de ce concept, et ajoute foi Ă la notion selon laquelle la perte de caractères complexes n’est peut-ĂŞtre pas toujours irrĂ©versible.Ěý»Ěý
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Les autres coauteurs de l’étude sont Adam C. Herman et Adrian E. Platts, du DĂ©partement de biologie de l’UniversitĂ© 69ČČĘÓƵ, et Xavier Vekemans, de l’UniversitĂ© LilleĚý1, en France.
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Cette étude a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, Génome Canada, Génome Québec et l’Agence nationale de la recherche, en France.
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Version intĂ©grale de l’article:Ěý
