novembre 29, 2022

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Comment les premiers agriculteurs ont rendu les plantes moins résistantes génétiquement

Biologie moléculaire et évolution (2022). DOI : 10.1093/molbev/msac131″ width= »800″ height= »530″/>

Mélange de population de seigle. Les individus de seigle montrent des niveaux élevés de mélange entre des échantillons d’origine géographique diverse et de statut de domestication différent. (A et B) PCA comprenant 916 individus de seigle appartenant à 266 accessions d’origine géographique diverse (A) et de statut de domestication différent (B). Les premier et deuxième vecteurs propres expliquent jusqu’à 47,7% de la variance génétique observée. (C) Critère estimé d’entropie pour un nombre variable de groupes ancestraux allant de K = 1 à K = 20. (D) Coefficients de pedigree pour les échantillons individuels de Secale cereale (K = 20). Les échantillons sont présentés dans l’ordre croissant selon les valeurs du premier vecteur propre pour PCA. lui attribue : Biologie moléculaire et évolution (2022). DOI : 10.1093/molbev/msac131

Pendant des milliers d’années, l’homme a transformé le seigle en une plante cultivée. Ce faisant, ils ont fortement limité sa flexibilité génétique. Aujourd’hui, le seigle sauvage a non seulement une constitution génétique plus diversifiée, mais il est capable de la recombiner plus librement que ses cousins ​​domestiqués. Une équipe de recherche dirigée par l’Université Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) et l’Institut Leibniz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées (IPK) l’a démontré dans une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Biologie moléculaire et évolution. Les résultats expliquent également pourquoi le seigle cultivé est moins résistant que les espèces sauvages aux développements tels que le changement climatique.


Dans leur étude, l’équipe a étudié diverses propriétés et matériel génétique A partir de 916 plants de seigle sauvages et domestiqués de différentes régions d’Europe et d’Asie. Ils se sont particulièrement intéressés aux zones dites de recombinaison du seigle. Essentiellement, cela décrit le nombre de fois où le matériel génétique d’une plante se mélange le long d’un chromosome pendant la division cellulaire. « Le processus de recombinaison joue un rôle important dans l’évolution des espèces car il permet à deux variantes génétiques bénéfiques de fusionner », explique le Dr Stephen Dresig de MLU. Dans le même temps, les variables utiles peuvent également être séparées des variables moins utiles. Plus la zone de recombinaison est grande, plus la capacité des plantes à recombiner de manière flexible leur matériel génétique est grande.

pour premiers agriculteursCependant, ce processus était défavorable : la culture est basée sur des plantes homogènes qui ont les mêmes caractéristiques et plus ou moins le même matériel génétique. Dans le cas du seigle, dit Dresig, la situation est exacerbée par le fait que les plantes dépendent de la pollinisation croisée ; Contrairement à l’orge ou au blé, ils ne sont pas capables de s’autopolliniser. « Le pollen de seigle peut parcourir plusieurs kilomètres. Cela permet à des populations spatialement séparées de rester en contact et d’échanger du matériel génétique », explique Dresig.

Les gens ont commencé à cultiver des céréales, comme l’orge ou le blé, il y a environ 12 000 ans. La plupart des variétés créées aujourd’hui sont originaires de la région du Croissant fertile du Moyen-Orient. Le Dr Martin Masher de l’IPK, qui est également membre du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, déclare :

Leurs nouvelles analyses ont permis aux chercheurs de reconstituer la répartition du seigle et de recréer un réseau de parenté de l’Asie à l’Europe centrale. Plus la distance entre les sites individuels est grande, plus les différences dans le paysage de recombinaison des plantes sont grandes. « Nous avons trouvé des différences significatives entre le seigle domestiqué et le seigle sauvage, en particulier dans les zones qui ne sont pas recombinées. Dans le seigle cultivé, les zones de recombinaison sont beaucoup plus petites que dans celles des plantes herbacées, comme celles que l’on trouve encore aujourd’hui en Turquie,  » dit Dresig. . Ceci est bénéfique pour les plantes cultivées car cela rend les plantes avec des caractéristiques souhaitables, par exemple des épis durs et de gros grains, plus uniformes et maniables. En revanche, le seigle sauvage profite de cette flexibilité génétique, qui lui permet de mieux interagir avec les facteurs perturbateurs, comme le changement climatique.

L’équipe a également identifié une région épigénétique qui semble jouer un rôle clé dans la plasticité du matériel génétique. Ce faisant, ils ont également découvert un gène déjà connu pour affecter les régions de recombinaison de la levure.


Le blé domestiqué a un pedigree complexe


Plus d’information:
Mona Schreiber et al., la variation des paysages de recombinaison entre les populations a été caractérisée par de plus grandes zones de recombinaison plus faible dans le seigle domestiqué, Biologie moléculaire et évolution (2022). DOI : 10.1093/molbev/msac131

Soumis par Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

la citation: A History of Rye: How Early Farmers Made Plants Less Genetically Resilient (2022, 20 juillet) Extrait le 20 juillet 2022 de https://phys.org/news/2022-07-history-rye-early-farmers-genetically .html

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