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Tomates.. © Inra, MAITRE Christophe

L’histoire ancestrale des tomates modernes

La tomate est une espèce d’origine sud-américaine qui constitue aujourd’hui un légume de première importance dans le monde entier. Les variétés de tomates cultivées aujourd’hui sont issues d’un long processus d’amélioration par l’Homme, d’abord par la domestication des tomates sauvages puis par la sélection des fruits les plus beaux dans les variétés cultivées. Cette histoire a été en grande partie retracée dans une publication, parue le 12 octobre 2014, dans la revue Nature Genetics. Des chercheurs chinois ont séquencé les génomes complets de plus de 360 variétés de tomates dont plus de 100 ont été fournies par le Centre de Ressources Biologiques de l’Inra basé à Avignon.

Publié le 26/12/2014

L'histoire de la domestication des plantes cultivées est enregistrée dans la séquence des génomes des espèces, à l’image de l’histoire d’ancêtres que vous pourriez lire sur le visage des descendants. Mais la manière dont la domestication (passage des espèces sauvages aux espèces cultivées il y a plusieurs milliers d’années) puis la sélection humaine récente des meilleures variétés cultivées, ont modifié le génome de l’espèce reste largement méconnue. La sélection professionnelle est récente et n’a été généralisée qu’au début du 20e siècle.

Grâce aux nouvelles technologies de séquençage et à l’existence, depuis 2012, d’une séquence de référence de grande qualité du génome d’une variété de tomate appelée « Heinz 1706 », un consortium de huit laboratoires chinois a séquencé les génomes de 360 variétés de tomates sauvages et cultivées. Ils ont notamment bénéficié de plus de 100 variétés de tomates anciennes conservées dans le Centre de ressources biologiques (voir encadré) de l’Inra d’Avignon, choisies pour représenter un large ensemble de biodiversité.

L’histoire de la domestication de la tomate a été déchiffrée grâce à l’étude et à la comparaison du génome des espèces sauvages, encore conservées à ce jour, et des premières variétés domestiquées, proches de nos tomates-cerises. L’impact de la sélection ultérieure a été analysée en confrontant le génome des premières variétés cultivées avec celui des variétés modernes, reconnaissables à leurs gros fruits. L’article montre que la domestication puis l'amélioration de la tomate par l’homme, ont modifié deux ensembles indépendants de gènes pour donner naissance au fruit de tomate moderne qui est 100 fois plus grand que son ancêtre.

Ces travaux ont montré plusieurs tournants d’évolutions majeurs au niveau des génomes modernes, dont la présence systématique de gènes de résistance issus d’espèces sauvages distantes sud-américaines, sélectionnés par croisements et introgression1 chez les variétés modernes, créant ainsi une nouvelle diversité du génome.

Les données sont rendues publiques via la base de données « Sol-Genomics »2 et constituent un ensemble très riche de plusieurs millions de polymorphismes, très utiles aux chercheurs et aux sélectionneurs qui travaillent sur la tomate.

1 L’introgression est un terme de la génétique (des plantes principalement) désignant le transfert d’un gène d’une espèce au pool génétique d’une autre espèce (après une hybridation suivie de rétrocroisements répétés avec l’une des espèces parentes). Un tel processus aboutit à un être très proche de l’original d’un point de vue génétique, mais disposant de certaines séquences d’ADN émanant de l’autre espèce parente.

2 http://solgenomics.net/

Référence

Genomic analyses provide insights into the history of tomato breeding, Tao Lin et alNature Genetics, published online 12 October 2014; doi:10.1038/ng.3117

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Le Centre de Ressources Biologiques

Géré par l’unité Inra Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes (GAFL) d’Avignon, le Centre de Ressources Biologiques (CRB) des légumes à graines conserve le patrimoine génétique de cinq espèces légumières : la tomate, le piment, l’aubergine, le melon et la laitue, sous forme de graines. Il compte plus de 10 000 accessions différentes. Ces accessions sont d’anciennes variétés, mais aussi des espèces cultivées et celles apparentées ainsi que des espèces sauvages. Le CRB conserve plus de 3 000 accessions de tomates, dont 200 d’espèces de tomates sauvages. Les chercheurs étudient ces ressources pour connaître leur potentiel en matière de création variétale. Les ressources génétiques du CRB sont préservées sur le long terme par un travail constant de multiplication des graines car celles-ci ne se conservent que quelques années. Ce matériel biologique est régulièrement utilisé pour les programmes de recherche. Il est aussi diffusé à l’ensemble de la communauté scientifique internationale, ou à nos partenaires socio-économiques.