Evolution parallèle chez Arabidopsis face au stress salin dans les îles du Cap-Vert

La variabilité naturelle constitue une source infinie de mécanismes adaptatifs. Ceux-ci peuvent être mis en évidence par des approches de génétique quantitative révélant les variants génétiques à l'origine de leur diversité. Combinées à des analyses 'omiques', ces approches permettent d'étudier un large spectre de caractères sans a priori. L'analyse métabolomique non ciblée a précisément l’avantage de détecter un large éventail de métabolites, y compris des composés encore non caractérisés, offrant une fenêtre unique sur des processus biologiques inexplorés. Ces stratégies sont particulièrement pertinentes chez une espèce modèle comme Arabidopsis thaliana.

Une collaboration entre l'IJPB et le CBGP (INIA-CSIC) a permis de développer une telle approche sur des populations sauvages d'Arabidopsis ayant récemment colonisé différentes îles de l'archipel du Cap Vert. Il a été montré qu'une des populations insulaires (île Santo Antao) avait développé la capacité à accumuler un métabolite inconnu, absent des autres populations d'Arabidopsis, et que cette capacité était liée à une mutation inactivant un gène . Grâce à une analyse chimique fine, également guidée par la prédiction de la fonction enzymatique codée par le gène en question (appartenant à une famille de glycoside hydrolases), il a été déterminé que ce métabolite était un disaccharide composé d'acide glucuronique et de mannose.
Étonnamment, la perte de fonction du gène responsable de ce phénotype est apparue indépendamment au moins une seconde fois sur l'île voisine de Fogo, ce qui laisse envisager un phénomène adaptatif sous sélection positive, nommé évolution parallèle. En l'occurrence, les plantes porteuses de cette mutation et accumulant le disaccharide, sont plus tolérantes au stress salin, un facteur environnemental majeur auquel ces populations insulaires doivent faire face.

Le métabolite ainsi identifié et la réponse au stress qui lui est associée, nécessitent des études complémentaires afin d’élucider précisément le mécanisme en cause.

Ces résultats constituent une piste prometteuse pour le développement de variétés mieux adaptées aux conditions environnementales extrêmes chez d'autres espèces d'intérêt, avec un potentiel concret pour l’adaptation au changement climatique.


Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal en collaboration.