L’évolution des solanacées ne manque pas de piquant

Après la publication d’un génome de référence de Capsicum annuum, c’est au tour de C. annuum L. – une variété cultivée – et de C. annuum var. glabriusculum – le piment tepin, la variété sauvage dont elle est issue – de tenir le haut de l’affiche. Un consortium international, impliquant plusieurs institutions chinoises et mexicaines ainsi que l’Université de Copenhague et l’Inra Provence-Alpes-Côte d’Azur, publie l’analyse comparée de ces deux génomes et établit que, au sein des solanacées, les piments ont divergé de leur proches cousins, les tomates et les pommes-de-terre, il y a environ 36 millions d’années. D’après leur arbre phylogénique, l’hypothèse d’une apparition précoce des solanacées est renforcée. Cette famille serait née il y a environ 156 millions d’années, c’est-à-dire peu de temps après la distinction entre les monocotylédones – dont la graine ne forme qu’un cotylédon – et les dicotylédones – qui en forme deux –, dont les solanacées sont issues.
Cette étude confirme aussi la proportion importante d’éléments génétiques transposables chez Capsicum. Estimés à 76,6 % du génome lors de la précédente étude, les nouveaux travaux établissent qu’ils représentent environ 81 % chez C. annuum L. et C. annuum var. glabriusculum. Ces éléments mobiles sont d’ailleurs fortement suspectés d’être à l’origine de la rapide extension génomique des Capsicum survenue il y a environ 300 000 ans.
Enfin, les chercheurs ont identifié 51 familles de gènes impliquées dans la biosynthèse des capsaïcinoïdes – les alcaloïdes responsables de la sensation de brûlure – dans les génomes des piments, des tomates et des pommes-de-terre, au sein desquels, 13 sont spécifiques de Capsicum. La comparaison de leurs séquences chez 20 autres variétés de Capsicum a permis de dresser une liste de gènes potentiellement impliqués dans la domestication de l’espèce mais aussi d’identifier un mécanisme de dosage des capsaïcinoïdes. Par exemple, le gène AT3 est suspecté de coder une acyltransférase. Les chercheurs ont établi qu’il influence l’âcreté d’une espèce de piment. Selon les allèles et le nombre de copies d’AT3 d’une variété, l’expression des capsaïcinoïdes varie en termes de spécificité de tissu et de niveau selon les stades de développement de la plante. Ce mécanisme pourrait par ailleurs ouvrir de nouvelles voies de recherche pour produire des variétés inédites.

Quin C et al. (2014) Proc Natl Acad Sci USA,
doi:10.1073/pnas.1400975111

C. annuum L.
© Avec l’aimable autorisation de Cheng Qin