Les ancêtres des tomates étaient très différents. Foxys Forest Manufacture / Shutterstock
La grande idée: Le chemin de la tomate de la plante sauvage à l'aliment de base est beaucoup plus complexe que les chercheurs ne l'ont longtemps pensé. Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont cru que les humains ont domestiqué la tomate en deux phases principales. Tout d'abord, les autochtones d'Amérique du Sud cultivaient des tomates sauvages de la taille d'une myrtille il y a environ 7,000 XNUMX ans pour faire pousser une plante avec un fruit de la taille d'une cerise. Plus tard, les gens Mésoamérique élevé ce groupe intermédiaire pour former les grandes tomates cultivées que nous mangeons aujourd'hui.
Mais dans une étude récente, nous montrons que la tomate cerise taille probablement originaire d'Équateur il y a environ 80,000 XNUMX ans. Aucun groupe humain ne domestiquait les plantes il y a si longtemps, cela implique donc qu'il a commencé comme espèce sauvage, bien que les gens au Pérou et en Équateur l'aient probablement cultivé plus tard.
Nous avons également constaté que deux sous-groupes de ce groupe intermédiaire se sont propagés vers le nord jusqu'en Amérique centrale et au Mexique, peut-être en tant que compagnons adventices d'autres cultures. À ce moment-là, leurs traits fruitiers ont radicalement changé. Ils ressemblaient davantage à des plantes sauvages, avec des fruits plus petits que leurs homologues sud-américains et des niveaux plus élevés d'acide citrique et de bêta-carotène.
Nous avons été surpris de constater que les tomates cultivées modernes semblent plus proches de ce groupe de tomates sauvages, qui se trouve encore au Mexique, bien que les agriculteurs ne les cultivent pas délibérément.
Taille moyenne des fruits de la tomate cultivée par rapport à ses parents semi-domestiqués et entièrement sauvages. Hamid Razifard, CC BY-ND
Pourquoi c'est important: Cette recherche a des implications directes pour l'amélioration des cultures. Par exemple, certains groupes intermédiaires de tomates ont des niveaux élevés de glucose, ce qui rend les fruits plus sucrés. Les sélectionneurs pourraient utiliser ces plantes pour rendre les tomates cultivées plus attrayantes pour les consommateurs.
Nous avons également constaté que certaines variétés de ce groupe intermédiaire avaient des caractères qui favorisaient la résistance aux maladies et la tolérance à la sécheresse. Ces plantes pourraient être utilisées pour élever des tomates plus résistantes.
Ce qui n'est pas encore connu: Nous ne savons pas comment le groupe intermédiaire de tomates s'est propagé de l'Amérique du Sud à l'Amérique centrale et au Mexique. Les oiseaux peuvent avoir mangé les fruits et excrété les graines ailleurs, ou les humains peuvent les avoir cultivés ou échangés.
Une autre question est de savoir pourquoi ce groupe intermédiaire a «régressé» et perdu tant de traits de domestication une fois qu'il s'est propagé vers le nord. La sélection naturelle dans de nouveaux habitats nordiques peut avoir favorisé activement les tomates aux caractères plus sauvages. Il se pourrait également que les humains n'élèvent pas ces plantes et ne choisissent pas de traits de domestication, tels que les gros fruits, qui peuvent nécessiter que les plantes utilisent plus d'énergie qu'elles n'en mettraient naturellement en fructification.
Comment nous faisons notre travail: We reconstituer l'histoire de la tomate by séquençage des génomes de variétés de tomates sauvages, intermédiaires et domestiquées. Nous effectuons également des analyses génomiques de population, dans lesquelles nous utilisons des modèles et des statistiques pour déduire les changements survenus dans le temps avec les tomates.
Ce travail consiste à écrire de nombreux codes informatiques pour analyser de grandes quantités de données et examiner les modèles de variation des séquences d'ADN. Nous travaillons également avec d'autres scientifiques pour cultiver des échantillons de tomates et enregistrer des données sur de nombreux traits, tels que la taille des fruits, la teneur en sucre, la teneur en acide et les composés aromatiques.
Que se passe-t-il d'autre sur le terrain: Pour nourrir une population humaine croissante, il faudra améliorer les rendements et la qualité des cultures. Pour ce faire, les scientifiques doivent en savoir plus sur les gènes végétaux impliqués dans des phénomènes tels que le développement des fruits et la résistance à la saveur et aux maladies.
Par exemple, la recherche menée par Zachary Lippman au Laboratoire de Cold Spring Harbor à New York, utilise l'édition du génome pour manipuler des caractères qui peuvent aider à améliorer le rendement des tomates. En peaufinant les gènes originaires de deux variétés populaires de plants de tomates, ils ont mis au point une méthode rapide pour faire fleurir les plants et produire plus rapidement des fruits mûrs. Cela signifie plus de semis par saison de croissance, ce qui augmente le rendement. Cela signifie également que la plante peut être cultivée dans des latitudes plus au nord qu'il n'est actuellement possible - un attribut important à mesure que le climat de la Terre se réchauffe.
L'édition des gènes a produit des tomates qui fleurissent et mûrissent des semaines plus tôt.
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Quelle est la prochaine étape pour vous: Notre recherche fournit un atlas de candidats pour de futures études sur la fonction du gène de la tomate. Nous pouvons maintenant identifier quels gènes étaient importants à chaque étape de l'histoire de la domestication et découvrir ce qu'ils font. Nous pouvons également rechercher des allèles bénéfiques, ou des variantes de gènes spécifiques, qui peuvent avoir été perdus ou diminués lors de la domestication de la tomate. Nous voulons savoir si certaines de ces variantes perdues pourraient être utilisées pour améliorer la croissance et les caractéristiques souhaitables des tomates cultivées.
A propos de l'auteur
Hamid Razifard, chercheur postdoctoral en biologie, University of Massachusetts Amherst et Ana Caicedo, professeur agrégé de biologie, University of Massachusetts Amherst
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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