L'ancêtre des graminées dévoile l'histoire familiale
Dans le cadre du projet Natgrain («Grain development in Brachypodium distachyon»), une technologie de pointe a été utilisée pour déterminer le mode de contrôle de la taille des grains par les gènes. Le Brachypode à deux épis (Brachypodium distachyon) est une espèce de petite graminée sauvage qui pousse dans le sud de l'Europe, le nord de l'Afrique et le sud-ouest de l'Asie et qui est apparentée aux principales cultures céréalières, notamment le blé, l'orge, l'avoine et le riz. Son cycle de vie court et sa facilité de culture en fait un modèle idéal pour comprendre la génétique à la base des processus biologiques dans les graminées et les céréales. Les chercheurs ont représenté les étapes de développement du grain au niveau morphologique, cellulaire et moléculaire en utilisant la souche de référence Bd 21 dont la croissance s'est effectuée en milieu contrôlé. Le but était d'étudier la variation naturelle et induite afin de mieux comprendre le développement du grain dans le Brachypode à deux épis. Le développement du grain a ensuite été examiné dans des plantes mutantes et non mutantes recueillies dans différents endroits d'Europe et du Moyen-Orient. Puis, les scientifiques ont établi une cartographie des populations de Brachypodes à deux épis en vue de faciliter l'identification des gènes qui influencent la taille et la forme du grain. L'identification des principaux sites a permis aux chercheurs de trouver les réponses aux questions d'adaptation et la raison de la variation dans le nombre de chromosomes au sein des cellules des plantes. Les résultats ont démontré le potentiel du Brachypode à deux épis en tant qu'espèce modèle pour comprendre le développement du grain dans les graminées. Par ailleurs, une comparaison avec la plante Arabidopsis, une espèce modèle largement utilisée, a prouvé l'emploi du Brachypode à deux épis en analysant les différences d'évolution entre monocotylédones et dicotylédones, les deux grands groupes qui composent les plantes à fleurs. L'équipe du projet Natgrain a démontré que la capacité des plantes à modifier leur teneur en ADN par un mélange entre différentes espèces pouvait être un facteur majeur de la domestication des graminées sauvages. Ce processus est souvent associé à une taille accrue, une croissance plus rapide et une meilleure tolérance des contraintes environnementales. L'équipe du projet a réussi a évalué la variation naturelle dans le grain du Brachypode à deux épis et a démontré comment celle-ci était reliée à l'origine géographique et à la structure de la population. Les résultats permettront aux scientifiques de mieux comprendre les populations de plantes et leur capacité de réagir à leur environnement.