France
October 22, 2012
Chez le maïs, la date de floraison varie fortement, impactant l’architecture de la plante et également sa valeur agronomique par exemple en termes de productivité et de rendement . Les chercheurs de l’Inra de Versailles-Grignon ont montré que cette variation met en cause une région du chromosome 6 du maïs.
Chez les plantes comme le maïs, la formation des tiges et des feuilles s'arrête lorsque la production des organes reproducteurs se met en place au niveau de la fleur : on parle de transition florale. Le nombre de feuilles ne change alors plus et la plante poursuit sa croissance jusqu'à la floraison. La transition florale détermine le nombre de feuilles, influence la hauteur et la date de floraison de la plante et contribue en partie à sa valeur sélective (par exemple, nombre et poids des grains). En pratique, chez le maïs, la date de floraison varie de 35 à 120 jours après semis et plus de 60 régions génomiques sont impliquées dans son déterminisme.
Des chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon et leurs collègues de l’Université Paris-Sud et du CNRS se sont intéressés à la détermination de la date de floraison du maïs. A partir d’un lot de semences d’une lignée commerciale et grâce à des croisements successifs conduits sur 11 générations, ils ont d’abord sélectionné des plantes à floraison précoce, tardive ou très tardive. Les plantes très tardives se distinguent par une transition florale retardée, la production d'une feuille supplémentaire et une hauteur plus grande.
Les scientifiques ont ensuite identifié une région située sur le chromosome 6 qui présente de fortes variations de séquences comme de structure et contient un élément supplémentaire. Celui-ci, le facteur d’initiation eIF-4A, fait partie d’une famille de gènes dont certains membres sont impliqués dans la croissance, le développement et la date de floraison chez la plante modèle Arabidopsis thaliana.
L’analyse de 317 lignées de maïs d’origines géographiques différentes confirme le rôle de cette région chromosomique dans la variation de la date de floraison, le nombre de feuilles et la taille des plantes. Cependant, l’analyse de l’impact de la variabilité génétique de cette région sur ces différents caractères dépend de l'origine géographique des lignées.
Aujourd'hui, les progrès techniques de la génomique permettent de trouver des centaines de régions génomiques impliquées dans la variation d'un caractère quantitatif. Il n’en reste pas moins que la somme des effets individuels de chaque région n'explique en général qu'une faible part de la variation génétique totale. Les hypothèses invoquées pour expliquer cette héritabilité que l’on dit « manquante », sont l'existence de nombreux variants génétiques non identifiés, les interactions entre gènes ou épistasie, ou l'implication de variants épigénétiques, c’est-à-dire non liés à un changement de séquence de l’ADN.
Au-delà de son intérêt pour l'amélioration des plantes, cette étude montre que la complexité des interactions entre gènes intervient dans le caractère héréditaire de la date de floraison du maïs et éclaire d'un jour nouveau ce paradoxe que l’on dit de « l'héritabilité manquante ».
Référence :
Durand E., Bouchet S., Bertin P., Ressayre A., Jamin P., Charcosset A., Dillmann C. and Tenaillon M.I. Flowering Time in Maize: Linkage and Epistasis at a Major Effect Locus. Genetics190: 1547.
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Species
