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Le génome du litchi raconte une histoire colorée sur un ancien fruit tropical

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Litchi frais.

Une étude a révélé que le litchi était si brillant et délicieux qu’il n’a pas été domestiqué une seule fois dans l’Antiquité, mais indépendamment dans deux régions différentes de la Chine.

Ils sont piquants à l’extérieur, sucrés à l’intérieur et sont appréciés pour leurs coquilles roses distinctives et leurs fruits nacrés parfumés. Aux États-Unis, vous pouvez les rencontrer comme un délicieux ingrédient dans le thé à bulles, la crème glacée ou les cocktails. Vous pouvez aussi les éplucher et les manger frais.

Le litchi est cultivé en Chine depuis l’Antiquité, l’histoire de la culture du litchi remonte à environ 2 000 ans. Les litchis frais étaient tellement l’objet de cette envie que sous la dynastie Tang, un empereur établit un relais dédié aux chevaux pour livrer à la cour impériale les fruits des récoltes faites dans l’extrême sud.

Aujourd’hui, les scientifiques ont utilisé la génomique pour approfondir l’histoire des litchis. Et dans le processus, ils ont découvert des informations qui pourraient également aider à façonner l’avenir de l’espèce.

Le litchi est une importante culture agricole tropicale dans Sapindacées (érable et marronnier d’Inde), qui est l’une des cultures fruitières les plus importantes sur le plan économique cultivées en Asie de l’Est, en particulier pour le revenu annuel des agriculteurs du sud de la Chine », explique Jianguo Li, Ph.D., professeur à la South China Agricultural College of Horticulture de l’Université (SCAU) et auteur principal de l’étude. Nous avons montré que les cultivars à maturité très précoce et tardive étaient dérivés d’événements de domestication humaine indépendants dans le Yunnan et Hainan, respectivement. « 

En outre, « nous avons identifié une variante génétique spécifique, une extension supprimée du matériel génétique, qui peut être développée comme un simple biomarqueur pour cribler des variétés de litchi avec différentes périodes de floraison, contribuant ainsi de manière importante aux futurs programmes de sélection », ajoute Rui Xia, Ph. .D., professeur au même collège à la SCAU et autre auteur principal de la recherche.

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«Comme un puzzle, nous reconstituons l’histoire de ce que les humains ont fait avec le litchi», explique Victor Albert, Ph.D. Université de Buffalo Un biologiste de l’évolution, qui est également l’auteur principal de l’étude. « Ce sont les principales histoires que racontent nos recherches : les origines du litchi, l’idée d’une domestication séparée et la découverte de délétions génétiques qui, selon nous, provoquent différents types de fruits et de fleurs à différents moments. »

L’étude sera publiée aujourd’hui (3 janvier 2022) dans génétique de la nature. Il a été dirigé par SCAU en collaboration avec une grande équipe internationale de Chine, des États-Unis, de Singapour, de France et du Canada.

Les auteurs principaux sont Rui Xia, Jianguo Li et Hubin Chen de SCAU ; Ray Meng de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign; Et Victor Albert de l’Université B.. Les premiers auteurs sont Guibing Hu, Junting Feng, Chengming Liu et Zhenxian Wu de SCAU ; Xu Xiang de l’Académie des sciences agricoles du Guangdong ; Jiabao Wang de l’Académie chinoise des sciences agricoles tropicales ; et Jarko Salojarvi de l’Université technologique de Nanyang.

Fruit très apprécié, il a été domestiqué plus d’une fois

Pour mener l’étude, les scientifiques ont produit un « génome de référence » de haute qualité d’une variété de litchi populaire appelée « Feizixiao », et ont comparé ADN à celles des autres espèces sauvages et cultivées. (Tous les objets appartiennent à la même espèce, Litchi chinensis).

La recherche montre que le litchi, Litchi chinensis, probablement domestiqué plus d’une fois : les litchis sauvages sont originaires du Yunnan, dans le sud-ouest de la Chine, se sont répandus vers l’est et le sud jusqu’à l’île de Hainan, puis ont été domestiqués indépendamment dans chacun de ces deux endroits, selon l’analyse.

Au Yunnan, les gens ont commencé à planter des variétés à floraison très précoce, et à Hainan, des variétés à floraison tardive qui portent des fruits plus tard dans l’année. Finalement, le métissage entre les taxons de ces deux régions a conduit à l’hybridation, y compris des cultivars, comme ‘Feizixiao’, qui sont encore très populaires aujourd’hui.

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Le moment exact de ces événements est incertain. Par exemple, l’étude suggère qu’il y a un jalon, la division évolutive entre eux L. chinensis Les populations du Yunnan et du Hainan, qui existaient avant la domestication, auraient pu exister il y a environ 18 000 ans. Mais ce n’est qu’une estimation. D’autres solutions sont possibles. Néanmoins, l’analyse fournit un aperçu fascinant de l’histoire évolutive des litchis et de leur lien avec l’homme.

Quand ce litchi fleurit-il ? Un simple test génétique peut nous dire

L’étude ajoute non seulement de nouveaux chapitres à l’histoire du litchi ; Il fournit également un aperçu approfondi de la période de floraison, une caractéristique très importante en culture.

« Le litchi précoce et le litchi tardif provenaient de différents endroits et ont été domestiqués de manière indépendante », explique Albert, PhD, professeur Empire d’innovation en sciences biologiques au Collège des arts et des sciences de l’Université de Buffalo. « C’est en soi une histoire intéressante, mais nous voulions également connaître les raisons de ces différences : Pourquoi ces cultivars portent-ils des fruits et des fleurs à des moments différents ? »

En comparant l’ADN de plusieurs variétés de litchi, l’équipe a identifié une variante génétique qui peut être utilisée pour créer un test simple pour identifier les plants de litchi précoces et tardifs.

La variante est une délétion – un morceau d’ADN manquant – située à proximité de deux gènes liés aux fleurs, et elle peut aider à contrôler l’activité de l’un ou des deux.

Les variétés du Yunnan qui fleurissent trop tôt sont omises, héritées des deux parents. Les variétés Hainan à maturation tardive n’en ont pas du tout. Le Feizixiao – un hybride avec des quantités à peu près égales d’ADN de chacun des deux groupes régionaux – est « hétérozygote » pour la délétion, ce qui signifie qu’il n’a qu’une seule copie héritée d’un parent. C’est logique, puisque Feizixiao fleurit tôt, mais pas trop tôt.

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« C’est très bénéfique pour les sélectionneurs. Parce que le litchi est périssable, les périodes de floraison étaient importantes pour prolonger la saison pendant laquelle le litchi est disponible sur les marchés », explique Albert.

Le séquençage du génome du litchi n’est que le début

L’équipe de SCAU a commencé à étudier le génome du litchi dans le cadre d’un projet plus vaste qui espère étendre ce que nous savons sur l’ADN des plantes à fleurs importantes au sein de la même famille. Sapindacées.

« Sapindacées C’est une grande famille qui comprend de nombreuses plantes économiquement importantes », dit Shea. « À ce jour, seuls quelques-uns d’entre eux, dont le litchi, le longane, le ramboutan, la corne jaune et l’érable, ont eu leur génome complet séquencé.

« Nous, le Collège d’horticulture de la SCAU, travaillons sur un grand projet de collaboration pour séquencer plus Sapindacées Espèces indigènes de Chine et d’importance économique, telles que le ramboutan, le sapindus (canneberge) et la vigne, dans le but d’enquêtes approfondies et complètes sur la génomique comparative Sapindacées Génomique « , ajoute Shea.  » Les principaux intérêts de recherche seront la floraison, le métabolisme secondaire conduisant aux saveurs et aux parfums, et le développement des fleurs et des fruits, entre autres. « 

Référence : « Deux variantes hétérozygotes du génome du litchi suggèrent des événements de domestication indépendants pour les cultivars à maturation précoce et tardive » 3 janvier 2021, génétique de la nature.
DOI : 10.1038 / s41588-021-00971-3

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La fin de tout, en direct, avec Katie Mack

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La fin de tout, en direct, avec Katie Mack


Catherine J. (Katie) Mack est cosmologiste théorique et titulaire de la chaire Hawking en cosmologie et communication scientifique à l’Institut périphérique de physique théorique de Waterloo, Ontario, Canada. Elle est auteur La fin de tout (parlant astrophysique).

La fin de tout

Katie Mack est une cosmologiste théorique spécialisée dans les liens entre l’astrophysique et la physique des particules… c’est-à-dire le très grand et le très petit. Elle travaille également sur des sujets liés à l’univers primitif, aux trous noirs et à la formation des premières galaxies. Elle est également une communicatrice scientifique reconnue. Son livre de 2020 s’intitule La fin de tout (parlant astrophysique) … qui commence au Big Bang et plonge ensuite dans certains des destins de l’univers dont vous avez peut-être entendu parler, comme le Big Crunch, le Heat Death, le Big Rip… et bien plus encore. Une critique de ce livre sur EarthSky.org a déclaré que c’était la combinaison parfaite d’un peu effrayant et d’un peu divertissant. Katie s’entretiendra avec Deborah Baird, fondatrice et rédactrice en chef d’EarthSky.

Quoi : Une interview avec la cosmologue Katie Mack, sur la fin de tout
Date : lundi 24 juin (en direct)
Heure : 12h15, heure centrale (17h15 UTC)

Depuis la page de description de Everything’s End sur Amazon

Un livre remarquable du New York Times * Un choix du club de lecture NPR SCIENCE FRIDAY * Élu meilleur livre de l’année par le Washington Post, The Economist, New Science, Publishers Weekly et The Guardian

De l’hôte de Le podcast de l’Univers avec John Green L’une des étoiles les plus dynamiques de l’astrophysique, « intéressante et élégante » (New York Times) Examinez cinq façons dont l’univers pourrait se terminer et les leçons surprenantes que chaque scénario révèle sur les concepts les plus importants de la cosmologie.

Nous savons que l’univers a eu un commencement. Avec le Big Bang, il s’est étendu d’un état de densité inimaginable à une boule de feu cosmique englobante en un liquide bouillant de matière et d’énergie, jetant les graines de tout, des trous noirs à une seule planète rocheuse en orbite autour d’une étoile près du bord de l’espace. univers. La galaxie spirale dans laquelle la vie telle que nous la connaissons a évolué. Mais qu’arrive-t-il à l’univers à la fin de l’histoire ? Qu’est-ce que cela signifie pour nous maintenant ?

La Dre Katie Mack réfléchit à ces questions depuis qu’elle est jeune étudiante, lorsque son professeur d’astronomie lui a dit que l’univers pouvait prendre fin à tout moment, en un instant. Cette révélation l’a mise sur la voie de l’astrophysique théorique. Aujourd’hui, avec un esprit vif et un humour vif, elle nous emmène dans un voyage fascinant à travers cinq des fins possibles de l’univers : le Grand Effondrement, la mort thermique, le Big Rip, la désintégration du vide (qui peut survenir à tout moment !) et la régression. Il nous présente les dernières avancées scientifiques et les concepts clés de la mécanique quantique, de la cosmologie, de la théorie des cordes et bien plus encore. La fin de tout C’est un voyage très agréable et étonnamment optimiste vers la distance la plus lointaine que nous connaissions.

Chez Amazon : la fin de tout (astrophysique)

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En résumé : rejoignez Deborah Byrd d’EarthSky et la cosmologiste théorique Katie Mack à 17h15 UTC (12h15 Centrale) le lundi 24 juin, alors qu’elles discutent de la fin de tout !

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Le Boeing Starliner est-il « coincé » dans l’espace ? Le retour sur Terre a été retardé une troisième fois, suscitant des inquiétudes

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Le Boeing Starliner est-il « coincé » dans l’espace ?  Le retour sur Terre a été retardé une troisième fois, suscitant des inquiétudes

La NASA a annoncé vendredi 21 juin que le retour sur Terre du Boeing Starliner depuis la Station spatiale internationale avait été retardé pour la troisième fois. Aucune nouvelle date de retour n’a été révélée, mais il s’agit du dernier de plusieurs retards annoncés après que le véhicule a rencontré divers problèmes lors de son trajet vers la station spatiale.

Inquiétude généralisée concernant le retard du troisième retour du Boeing Starliner (Reuters/Joe Skipper/File Photo) (Reuters)

Les astronautes Butch Wilmore et Sonny Williams ont décollé de Cap Canaveral le 5 juin. Par la suite, quatre fuites d’hélium et cinq pannes lors de 28 manœuvres de propulsion ont été signalées. Les autorités auraient un délai de 45 jours pour les restituer.

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Le modèle de retour du vaisseau spatial a été amarré au module Harmony de la Station spatiale internationale. Cependant, les responsables ont averti que le carburant d’Harmony était limité, suggérant qu’un retour devrait être planifié dès que possible. Initialement, Willmore et Williams devaient revenir le 13 juin.

Au milieu des inquiétudes généralisées concernant le retour en toute sécurité des astronautes, avec plusieurs messages affirmant que le Starliner est « coincé sur la Station spatiale internationale », certains messages sur les réseaux sociaux suggèrent que la situation n’est pas si mauvaise après tout. Rebecca Regan, une utilisatrice de X, qui semble avoir une connaissance directe de la situation, a affirmé que Wilmore et Williams « ne sont pas coincés », comme le prétendent certains rapports.

Voici quelques messages exprimant votre inquiétude :

Le Starliner est-il « coincé » dans l’espace ?

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« Non, Starliner n’est pas coincé dans l’espace. Non, Butch et Sonny ne sont pas bloqués. Nous avons un bon vaisseau spatial et un équipage heureux et en bonne santé. » nous a donné un petit encouragement pour nous remonter le moral », a-t-il déclaré sur X.

À ce sujet, Regan a cité Mark Nappi, responsable du programme Starliner au sein du personnel commercial de Boeing, qui a déclaré : « Le Starliner a très bien fonctionné et nous avons obtenu exactement ce que nous voulions de ce test en vol en apprenant des choses que vous ne pouvez apprendre qu’en volant. »

« L’équipage a apporté un soutien incroyable à cet apprentissage en orbite, en travaillant avec les équipes au sol pour améliorer et affiner l’expérience des futurs équipages », a ajouté Nappi, selon Reagan.

« Starliner rentrera chez lui avec Butch et Sonny ayant appris tout ce que nous pouvons en orbite », a ajouté Reagan.

Faisant écho aux commentaires de Reagan. L’expert spatial Jonathan McDowell a déclaré au New York Post que la situation n’est peut-être pas aussi désastreuse que certains l’imaginent. « Vous pouvez perdre certains dispositifs de propulsion et tout aller bien car il y en a beaucoup, mais il s’agit toujours du système de propulsion et vous voulez comprendre tout ce qui se passe », a-t-il déclaré. « Ils veulent s’assurer que ces petits problèmes ne cachent pas de plus gros problèmes. »

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Les collisions d’étoiles à neutrons repoussent les limites de la physique extrême

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Les collisions d’étoiles à neutrons repoussent les limites de la physique extrême

Lorsque des étoiles à neutrons entrent en collision, elles créent l’un des événements les plus passionnants et les plus complexes de l’univers. Les étoiles à neutrons, vestiges d’étoiles effondrées, sont incroyablement denses et petites.

Lorsque deux de ces étoiles sont proches l’une de l’autre, elles se rapprochent et finissent par entrer en collision. Cette collision génère une chaleur intense et de merveilleux phénomènes physiques.

Qu’est-ce qu’une étoile à neutrons ?

Une étoile à neutrons est le reste compact d’une étoile massive ayant subi une explosion de supernova.

Lorsqu’une étoile pesant entre 8 et 20 fois la masse de notre Soleil épuise son combustible nucléaire, elle s’effondre sous sa propre gravité. Le noyau est tellement comprimé que les protons et les électrons se combinent pour former des neutrons, créant ainsi une étoile à neutrons.

Ces étoiles ne mesurent qu’environ 20 kilomètres (12 miles) de diamètre, mais leur masse est environ deux fois celle du Soleil. Pour mettre sa densité en perspective, une cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pourrait peser environ un milliard de tonnes sur Terre.

Les étoiles à neutrons ont des champs magnétiques extrêmement puissants et peuvent tourner rapidement, émettant des faisceaux de rayonnement qui peuvent être détectés comme des pulsars.

Malgré leur petite taille, les étoiles à neutrons constituent un laboratoire unique pour étudier le comportement de la matière dans des conditions extrêmes, contribuant ainsi à notre compréhension de la physique fondamentale.

La physique cachée des fusions d’étoiles à neutrons

Des simulations récentes menées par des physiciens de Université d’État de Pennsylvanie Fournit de nouvelles informations sur les collisions d’étoiles à neutrons. Les simulations ont révélé que les neutrinos chauds, qui sont de petites particules presque sans masse, peuvent être brièvement piégés à l’interface où les étoiles fusionnent.

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Cela ne dure que 2 à 3 millisecondes, pendant lesquelles les neutrinos interagissent avec la matière stellaire, contribuant ainsi à ramener les particules vers l’équilibre.

« Pour la première fois en 2017, nous avons observé des signaux, notamment des ondes gravitationnelles, provenant de la fusion de deux étoiles à neutrons binaires », a déclaré Pedro Luis Espino, chercheur postdoctoral à Penn State et à l’UC Berkeley, qui a dirigé la recherche.

« Cette découverte a suscité un grand intérêt pour l’astrophysique des étoiles à neutrons binaires. Comme nous ne pouvons pas reproduire ces événements en laboratoire, les simulations basées sur la théorie de la relativité générale d’Einstein sont le meilleur outil pour les comprendre. »

La nature des étoiles à neutrons

On pense que les étoiles à neutrons sont presque entièrement constituées de neutrons. Leur étonnante densité, surpassée seulement par les trous noirs, résulte de la fusion de protons et d’électrons en neutrons.

Le professeur David Radice, chef de l’équipe de recherche, a expliqué : « Avant leur fusion, les étoiles à neutrons sont en réalité froides, même si leurs températures atteignent des milliards de degrés Kelvin. »

« Leur densité signifie que cette chaleur ajoute très peu à l’énergie du système. Cependant, lors de l’impact, la température de l’interface peut atteindre des milliards de degrés Kelvin. Les photons ne peuvent pas s’échapper de cet environnement dense pour dissiper la chaleur, de sorte que les étoiles se refroidissent en émettant des neutrinos. »

Réactions post-collision

Lors d’une collision, les neutrons des étoiles se décomposent en protons, électrons et neutrinos.

Les conséquences directes de ce processus sont restées longtemps un mystère en astrophysique. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche a créé des simulations détaillées qui modélisent la fusion et la physique qui en résulte.

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Ces simulations, qui nécessitent une puissance de calcul massive, ont montré que même les neutrinos peuvent être brièvement piégés par la chaleur et la densité de la collision.

En déséquilibre avec les noyaux d’étoiles plus froides, ces neutrinos chauds interagissent avec la matière stellaire.

« Ces événements extrêmes repoussent les limites de notre compréhension de la physique », a noté le professeur Radice. « La courte phase de non-équilibre de 2 à 3 millisecondes est celle où la physique la plus intéressante se produit. Une fois l’équilibre rétabli, la physique devient plus compréhensible. »

Implications pour le contrôle des fusions

Les interactions lors de la fusion peuvent affecter les signaux que nous détectons sur Terre à partir de ces événements.

« La façon dont les neutrinos interagissent avec la matière stellaire et sont émis affecte les oscillations du reste fusionné », a expliqué Espino.

« Cela affecte les signaux d’ondes électromagnétiques et gravitationnelles observés sur Terre. La prochaine génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles peut être conçue pour détecter ces différences de signaux. Ainsi, nos simulations améliorent non seulement notre compréhension, mais guident également les futures expériences et observations. »

Ces simulations révolutionnaires ouvrent de nouvelles fenêtres sur la physique des collisions d’étoiles à neutrons, nous aidant à comprendre l’un des phénomènes les plus extrêmes et les plus fascinants de l’univers.

L’étude est publiée dans la revue Lettres d’examen physique.

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