Diversité et gênes sauteurs

[Yann58]

Le choix de plantes adaptées à leur environnement (climat, sol, etc.) est sans doute une des clés de l'agriculture naturelle.

Il semble que les plantes soient capables de transmettre à leur descendance via leurs graines des caractères d'adaptation à leur environnement. Voir à ce sujet le travail de Pascal POOT sur la tomate (conservatoire de la tomate).

Malgré quelques recherches web, je n'ai pas trouvé beaucoup d'infos concrètes sur comment font les plantes pour s'adapter à leur environnement.

Je viens de tomber sur l'info ci-dessous :
http://www.internutrition.ch/technol/hu ... ais_f.html

Le maïs des indiens (multicolore) contient des gênes sauteurs capable de modifier la couleur des grains de maïs. La présence des gênes sauteurs modifie donc la structure de l'ADN et certains caractères du maïs, comme la couleur.
D'autres plantes recèlent ces gênes sauteurs.
L'article ne précise pas quels sont les autres caractères impactés par les "caprices" des gênes sauteurs (résistance à la sécheresse, ...???).

Je n'en sais pas plus, mais si vous trouvez d'autres infos sur le sujet, on peut les partager ici...

[Dam79]

Bonjour Yann,

non, y a pas beaucoup d'info sur le sujet. Et là, l'article mentionne bien que c'est parce que les couleurs, on les voit, les autres facultés éventuellement transmissent, eh bien, on les voit pas!

Il reste la sélection naturelle, comme on peut le faire en sélectionnant des graines d'une plante qui nous paraît vigoureuse (résistant à la sécheresse par exemple) et continuer comme ça. C'est un travail sur plusieurs année afin de faire resortir la faculté que l'on recherche, donc une transmission automatique et non aléatoire. (c'est déjà le cas pour acclimater les plantes exotique, recherche de la résistance au froid).

S'agissant des gènes, je ne sais pas si les potagères ont eu le droit au décryptage de génome complet (y compris pour les transgéniques) je crois savoir que les chercheurs (études partagés par plusieurs pays) sont bientôt arrivés au décryptage complet du peuplier, pour comprendre sa pousse assez rapide....

Tiens un article, trouver sur le vif:



Cliquer sur le petit bonhomme

Merci à Ro-zanna pour ma nouvelle maîtrise informatique

[Yann58]

Lu l'article Dam. Merci.
... il est plutôt question d'adaptation de la plante au cours de sa propre vie... et pas de transmission "d'informations" à la descendance.
Mais on voit que les chercheurs vont nous bricoler du génôme hardi petit...

[ro-zanna]

Ça ne fait pas beaucoup avancer la chose... mais je lis ICI un truc très intéressant :
"Les cellules accumulent des mutations ou des remaniements génétiques au cours de la croissance de la plante : le patrimoine génétique des cellules à l'extrémité d'un rameau a évolué et n'est plus exactement identique au patrimoine génétique de la base du rameau (ceci a été très clairement démontré
par exemple pour la vigne, ou il est possible d'obtenir des cépages différents à partir des rameaux d'un seul pied de vigne multiplié par bouturage).
Ainsi :
"Contrairement aux idées reçues, la multiplication végétative (bouturage) n'est pas synonyme de préservation à l'identique du patrimoine génétique d'une plante, même si les modifications génétiques sont ici très faibles."

On peut peut être imaginer que la graine, qui arrive en fin de croissance de la plante, bénéficie de ce patrimoine génétique évolutif

[ro-zanna]

autre chose, trouvée ICI :
"Mémoire du stress chez les plantes

Certaines études ont montré que les plantes font parfois faire face aux différents stress environnementaux (température, humidité, disponibilité des nutriment du sol ou infection virale par exemple) en déstabilisant leur génome, au travers d’une augmentation du taux de recombinaison homologue dans les tissus somatiques, et que cette réponse pouvait être transmise aux générations suivantes.

Des plantes transgéniques du genre Arabidopsis ont été utilisées pour mettre en évidence ce phénomène. La nouvelle séquence implantée dans ces plantes comporte deux séquences chevauchantes (GU et US) du gène β-glucuronidase (GUS), séparées par un gène de résistance à l’hygromycine (antibiotique). Une recombinaison homologue entre les deux fragments produit un gène β-glucuronidase fonctionnel (GUS), détectable par coloration histochimique. Ici, le stress était induit par une exposition à des rayon UV-C (longueur d’onde 280-10nm) qui augmente entre 2 et 4 fois la fréquence de recombinaison homologue des tissus somatiques (des résultats similaires peuvent être obtenus par l’injection dans la plante de peptides issus d’un pathogène qui imite son attaque).

La fréquence de recombinaison resta haute dans les 4 générations suivantes (autofécondation), suggérant que la mémoire de stress serait un phénomène basé sur un mécanisme épigénétique plutôt que génétique. Une série de croisements entre individus transgénique ou non et stressé ou non montra que les descendants peuvent hériter de cette mémoire par un seul des parents (male ou femelle) et que l’information épigénétique présente sur un chromosome peut influencer l’autre (le croisement entre plante transgénique non stressé et plante non transgénique stressée donna un descendant avec un gène β-glucuronidase fonctionnel)[4]Les mécanismes dirigeant ce processus sont inconnus mais il est possible que l’organisation de la chromatine joue un rôle dans la régulation de la recombinaison homologue, et qui pourrait s’apparenter à un phénomène de paramutation [5].
4.↑ Molinier, J., Ries, G., Zipfel, C. and Hohn, B. Transgeneration memory of stress in plants. Nature 442, 1046–1049 (2006)
5.↑ a, b et c Bond, D. M. and Finnegan, E. J. Passing the message on: inheritance of epigenetic traits. TRENDS in Plant Science, 12 (5), p.211-216 (2007)

[appius]

une fois de plus, bonne pêche, Rozanna!
que les tomates de Pascal Poot s'adaptent à la sécheresse en quelques années et que ce soit transmissible n'a donc rien d'extraordinaire, si j'ai bien compris.

[Yann58]

Oui, intéressantes trouvailles, Rozanna. Merci !

[ro-zanna]

C'est dans les études sur les mécanismes épigénétiques qu'il faut fouiller...
D'ailleurs, une citation de P. Poot donnée l'année dernière sur un sujet houleux :
"je suis persuadé que la sélection naturelle selon la théorie de Darwin n'est pas la seule à entrer en jeu.
Il existe des effets épigénétiques qui permettent aux plantes de s'améliorer sans aucune recombinaison génétique, en transmettant aux descendants des caractères acquis. AInsi, il n'est pas forcément utile de pratiquer des croisements pour améliorer les plantes"

Un autre doc : Contrôles épigénétiques,développement et variation
génétique naturelle chez les plantes : ICI
extraits de la conclusion (je n'ai pas eu le courage de tout lire...) :
"...les plantes se caractérisent par une capacité importante
à produire des épimutations transmissibles à la descendance...
...il semble difficile d’ignorer plus
longtemps la possibilité d’une contribution non négligeable des
épimutations à la variabilité génétique naturelle...
...ces altérations pourraient en
effet être à l’origine de nombreuses situations où une hérédité
mendélienne stricte n’est pas observée"

[Ayn]

Il ne s'agit pas de gènes végétaux à proprement parler, mais de transposons. Les transposons sont des petites entités génétiques qui se comportent à peu de chose près comme des virus, mais sans capsule.

On a pu voir que le virus est à la limite du vivant, sans "machinerie" cellulaire propre, mais capable de reproduire son ADN ou ARN en parasitant des cellules vivantes. On a par la suite découvert les prions, qui sont des chaines peptidiques, donc des parasites encore plus primitifs, car leur molécule porteuse de l'hérédité n'est pas un acide nucléique.

Les transposons, eux, sont connus des généticiens et biologistes moléculaires depuis déjà pas mal d'années, bien avant les prions. Ce sont aussi des parasites, qui ont la capacité de s'insérer dans le génôme d'une plante pour se reproduire, mais ne sont pas forcément létaux ou dont l'incidence est faible, voire parfois bénéfique. Par exemple, la panachure d'un feuillage ou d'une fleur est souvent liée à un transposon, ce qui explique l'irrégularité de cette panachure, et le retour au type (plante panachée qui produit une branche toute verte). La particularité des transposons, c'est de pouvoir à tout moment changer de cellule, s'insérer dans la séquence d'un chromosome, ou s'enlever de cette séquence. Sachant qu'en s'insérant dans le génôme de la plante, le transposon peut rendre un gène inactif.

Je pense que si vous cherchez sur le net avec le mot clé "transposon", vous trouverez plus d'infos qu'avec "gène sauteur", qui est une expression de vulgarisation scientifique sans aucune rigueur.

Ce qui est intéressant dans l'info que Yann a trouvé par contre, c'est le fait que les gènes de résistances ou adaptations soient sous forme de transposons, un peu comme les plasmides résistance aux antibiotiques chez les bactéries. ça apporte un éclairage nouveau et des possibilités d'investigations intéressantes.

[Yann58]

Merci de la précision "transposon", Ayn.
Ah ! Il faudrait plusieurs vies, dont l'une dédiée à la génétique végétale...

[ro-zanna]

Ah ! Il faudrait plusieurs vies...

Faisant partie de ce "club-de-curieux-devant-l'éternel", je compatis et partage trés sincèrement ta frustration
Si seulement les maîtres es savaient/avaient envie/avaient les moyens de communiquer entre eux pour se faire avancer mutuellement... tout le monde y gagnerait
Mais la transmission des caractères acquis des légumes, ça intéresse qui ?

[appius]

vous êtes bons, là. continuez, je me régale !

[ro-zanna]

Bon, Ok! Mais de celle qui suit (très belle thèse! ), je te laisse le soin de le lire et d'en extraire l'essentiel
(on y retrouve l'Arabidopsis de l'étude sur la mémoire du stress; beaucoup beaucoup étudiée, celle-ci...)
Pour ce qui nous intéresse, ça commence à la page 28; Mais les 27 premières pages étant essentielles pour comprendre la suite... C'est pour toi!
Attention, elle est un peu longue à charger : ICI

Sinon, j'en ai bien une autre sous le coude, où l'on retrouve le maïs de Yann et ... la tomate!
Mais c'est en anglais, et la traduction automatique pas terrible
De ce que j'en ai compris, en ce qui concerne la tomate, il s'agit de l'effet du soleil sur la forme des fruits (qui s'allongent, s'allongent... Ça me fait penser aux andines cornues, non ?)
C'est ICI

[Dam79]

Bonjour,

"Mitchourine augmentait l’accoutumance des plantes cultivées au froid en les soumettant à la «trempe antigel» progressive, procédé basé sur la constatation que les jeunes plants issus des graines constituent des organismes très plastiques s’habituant facilement aux conditions du milieu local.

«L’abricotier du Nord», qu’il créa, constitue un exemple typique de l’application de cette méthode. Autrefois, la limite septentrionale de la culture de l’abricotier en Russie passait près de Rostov-sur-le-Don. Les graines d’un abricotier local très estimé dans cette région furent tout d’abord semées dans un village situé à 300 km au nord de Rostov. Les arbres s’y sont normalement développés et ont donné des graines. Ces dernières, à leur tour, ont été semées à Kozlov (actuellement Mitchourinsk) se trouvant à 650 km au nord de Rostov, où elles ont produit des abricotiers parfaitement adaptés aux conditions climatiques locales, alors que tous les essais d’introduction directe de l’abricotier de Rostov dans la région de Kozlov se sont toujours soldés par des échecs.

Appliquée aux agrumes, ainsi qu’à d’autres plantes subtropicales, la « trempe progressive » s’est montrée très efficace dans l’accoutumance de ces plantes au froid. Dans le cas du Théier, par exemple, plante encore plus exigeante du point de vue de la chaleur que les Citrus, elle a permis d’obtenir des variétés résistant, sous une couche de neige, aux froids de -23°C."

coplfr
Ce passage est à la troisième page (flèche en bas de page pour faire suivre)
Les plantes sont aussi souple que nous, je ne suis pas malade chez moi, si je fais 3000 bornes en haut ou en bas, à mon avis, je chope une maladie qui trainasse.

Ce site est par ailleurs intéressant pour les fruitiers.

[Ayn]

intéressant, cet exemple de l'abricotier !

Mais attention aux interprétations multiples qui peuvent être faite d'un même résultat. A savoir qu'une plante issue de graine est forcément le résultat d'un remaniement génétique, et quelque chose de nouveau qui n'existait pas encore. Partant de là, tout semis a des facultés nouvelles potentielles. Mais ces facultés ne sont exploitées et mises en évidence qu'une fois la plante confrontée au besoin de s'en servir. C'est la base même de la théorie de l'évolution, avec une adaptation progressive des espèces d'une génération sur l'autre grâce aux mutations génétiques et aux remaniements liés aux fécondations.

Par conséquent, on peut aussi considérer que parmi les abricotiers semés dans une région chaude, seuls ceux adaptés à la chaleur et la sécheresse vont correctement lever, éliminant les plants moins adaptés à ces conditions (y compris ceux qui auraient pu être intéressant ailleurs car résistants au gel ou à un parasite ou à l'excès d'eau...). Par contre, des graines semées dans une région froide vont entraîner la sélection naturelle des plants les plus rustiques. Dans les deux cas, ce n'est pas le génôme de la graine qui s'est modifié, c'est simplement que sur un lot de 1000 graines, seulement une partie va germer, parmi lesquels il y aura encore des pertes liées aux conditions culturales, etc... et qu'à l'arrivée les plants les plus vigoureux seront ceux que le hasard de la fécondation aura doté des allèles les plus adaptés aux conditions dans lesquels ils ont été cultivés, mais ne donneront pas nécessairement les meilleurs plants dans des conditions radicalement différentes.

C'est pour cela que des tomates sélectionnées pour être les plus productives sous serre sur pain de laine de roche ne seront pas forcément les plus productives au jardin, et vice versa.

Pour moi, cet exemple d'adaptation au froid n'est pas un exemple d'évolution des capacités d'une plante donnée. Par contre, étudier de près l'évolution de la cartographie génétique de plantes clairement identifiée au fil d'une soumission à un stress (hydrique ou autre) peut permettre de déterminer si cela entraîne effectivement des remaniements génétiques internes, ou encore il peut être intéressant de suivre une sur-expression de gènes silencieux d'ordinaire suite à un stress.

De nombreuses études sont menées dans ce domaine, mais la plupart des publications ne sont pas en accès direct sur le net : parution dans des revues spécialisées et en anglais uniquement.

La recherche fondamentale avance pas mal dans ces domaines, mais manque cruellement de moyens, certains sujets plus "racoleurs" obtenant plus de fonds. Il n'est pas toujours facile pour les chercheurs de démontrer que leur sujet d'étude très théorique en apparence s'avèrera une solution pour l'agriculture dans 20 ou 40 ans seulement !

[Yann58]

Merci Ayn, Merci Dam pour vos contributions qui fertilisent nos cerveaux !

[Dam79]

Boujour,

Ayn, ton discours est vraiment limpide.
C'est vrai, les études sont payantes et dans un anglais technique!

[mwamwa13]

Bonjour,
Je fais un TPE sur les plantes carnivores et j'aurais aimée m'informer sur les celles-ci. D'ou viennent leur mutations??? et leur adaptation??? au niveau de quels genes elles ont évoluée?... Si quelqu'un a une réponse, ou un site a me proposer, je ne dis pas non =)

[amaryllid]

[Hors sujet]
Comme le premier message parlait des "gênes sauteurs" (facteurs génétiques mobiles ou transposons) et que leur découvreur chez le maïs n'a pas été cité... C'était la prix-Nobel Barbara McClintock ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Barbara_McClintock ).
Avec les bons mots clé vous trouverez plein d'info sur ces transposons.

[Yann58]

merci amaryllid !