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Citrus investigation : origines et diversité des citrons

Alors que les origines asiatique des oranges et mandarines ou méditerranéenne de la clémentine sont bien établies, on sait depuis cette année seulement que le citron jaune est né en Méditerranée d’un mariage entre le cédrat (parent mâle) et la bigarade (parent femelle). Cette découverte a été publiée par les chercheurs de l’unité Inra-Cirad de San Giuliano en collaboration avec leurs collègues de l’IVIA de Valence en Espagne, dans le cadre de travaux pour étudier leur diversité et structure génétique de ces agrumes.

Origine phylogénétique des limes et citrons. © Inra, Franck Curk
Mis à jour le 25/10/2016
Publié le 24/09/2016

C’est à un véritable travail d’investigation scientifique que se sont livrés les chercheurs de l’Inra San Giuliano pour trouver les origines phylogénétiques et géographiques du citron jaune et des citrons verts, appelés aussi limes. Les résultats montrent que les citronniers jaunes qu’ils ont étudiés, incluant les variétés commerciales classiques et ceux de deux collections (Corse et Espagne) présentent un même profil génétique. Leur génome est composé à 50 % de cédratier, à 30 % de mandarinier et à 20 % de pamplemoussier. À partir de ces résultats, les chercheurs ont proposé une origine hybride entre le bigaradier, le parent femelle (dont l’ADN est à 50 % d’origine mandarinier et 50 % d’origine pamplemoussier) et le cédratier, le parent mâle. Le cédrat est le premier agrume à être introduit en Méditerranée en 300 avant J.C. en provenance de la Mésopotamie. La bigarade est arrivée bien plus tard entre le IXe et le XIe siècle et bien avant l’orange douce. Les chercheurs ont en toute logique établi l’origine géographique du citron jaune né du mariage entre le bigaradier et le cédratier entre la Méditerranée et la Mésopotamie.

« Nous avons également pour la première fois, déterminé l’origine génétique des citrons verts sans pépin (triploïde*) et à gros fruits. Les limes de Tahiti (C. latifolia), les plus généralement trouvées dans le commerce, résultent très probablement de la fécondation d’une fleur de citronnier par un pollen doublé (diploïde) de limettier de type mexicain. Les limettiers et citronniers de notre étude résultent d’au moins 36 hybridations différentes », déclare Franck Curk qui a piloté ces recherches. « Pour mieux comprendre la structuration de la diversité des limettiers et citronniers et d’identifier l’origine des différents groupes, nous avons travaillé sur toute la population de citronniers et de limettiers présente dans les collections de Corse (Centre de Ressources Biologiques Citrus Inra-Cirad) et de Valence en Espagne (Ivia). »

Entre génétique et ethnobotanique

Le genre Citrus regroupe l’essentiel des espèces d’agrumes cultivés et est le plus diversifié des genres d’agrumes (orangers, citronniers, cédratiers, mandariniers, pamplemoussiers, bergamotiers, bigaradiers, limettiers, pomelos...). Les principales espèces qui composent ce genre étant sexuellement compatibles entre elles et avec les autres genres d’agrumes, il n’y a pas vraiment de consensus quant au nombre d’espèces de Citrus. L’ensemble des espèces  de ce genre est probablement issu de croisements directs ou successifs de quatre espèces ancestrales : le cédratier, le mandarinier, le pamplemoussier et un papéda. Par différents croisements, ces taxons de base auraient généré les espèces dites secondaires : les orangers, les pomelos, les citronniers, les bigaradiers et les clémentiniers.

Origine phylogénétique supposée des cultivars modernes d'agrumes. © Inra, Franck Curk
Origine phylogénétique supposée des cultivars modernes d'agrumes © Inra, Franck Curk

Les génomes de l’oranger et du clémentinier ont été les premiers à être séquencés. Les origines et les structures génétiques de ces agrumes les plus courants sur les marchés sont bien décrites par rapport aux limes et citrons. L’extraordinaire facilité qu’ont les agrumes à se féconder les uns les autres, entre variétés, entre espèces voire même entre genres et leur capacité à muter très facilement, n’ont pas facilité la tâche des premiers taxinomistes. « Nous avons hérité de plusieurs classifications et de points de vue différents. Un grand nombre de variétés, mutants et hybrides sont souvent décrits comme des espèces à part entière. Les taxinomistes semblent malgré tout d’accord sur le fait que les agrumes appartiennent à l’ordre des Sapindales, famille des Rutaceae qui regroupe des plantes herbacées, arbustes et arbres à glandes à huiles essentielles. C’est la division en tribu, sous tribus, genres et espèces qui continuait à faire débat, »  précise Franck Curk. Les chercheurs peuvent à partir de ces avancées scientifiques sur l’origine phylogénétique des citronniers et limettiers proposer de toutes nouvelles hypothèses pour d’autres variétés. Ces résultats laissent également entrevoir des perspectives intéressantes pour la gestion et la caractérisation des ressources génétiques des agrumes, créer de nouvelles variétés adaptées à de nouveaux marchés, adapter les variétés futures à l’émergence de nouvelles maladies, aux faibles intrants, aux aléas climatiques...

* Cellule possédant 3 jeux de chromosomes.

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Contact(s) scientifique(s) :

  • Franck Curk
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Biologie et amélioration des plantes
Centre(s) associé(s) :
Corse

Exposition Fleurs & Fruits au Jardin du Luxembourg

Expo d'automne au Jardin du Luxembourg
L'exposition d'automne "Fleurs et fruits au jardin, entre patrimoine et innovation", qui avait lieu du 15 au 28 septembre 2016 à l'Orangerie du jardin du Luxembourg, invitait le public notamment à pénétrer dans une orangerie en hiver. Orangers, palmiers, lauriers roses et grenadiers forment un couvert dense et parfumé... C'est dans ce cadre que l'Inra a proposé une visite virtuelle à la découverte de la collection d'agrumes des vergers corses du Centre de San Giuliano.

> Plus d'infos

Le Conservatoire des ressources biologiques Citrus

Verger composé d'une collection d'accessions d'agrumes de l'unité expérimentale Citrus de San Giuliano 20230.. © Inra, MAITRE Christophe
© Inra, MAITRE Christophe
La collection d’agrumes du CRB Citrus Inra-Cirad de San Giuliano en Corse a connu plus de 50 ans d’introductions de variétés provenant de près de 50 pays différents. Aujourd’hui plus de 1 000 variétés y sont conservées en plein champ. Ces variétés appartiennent aux trois principaux genres botaniques des agrumes, Citrus, Poncirus et Fortunella, mais on y trouve aussi des hybrides comme les citranges (hybrides entre Poncirus et oranges), les citrumelos (hybrides entre Poncirus et pomelos), les tangors (hybrides entre mandarines et oranges), les tangelos (hybrides entre mandarines et pomelos) et des genres apparentés aux agrumes. Au sein du genre Citrus, le groupe des mandarines et des clémentines est particulièrement diversifié et fait du CRB Citrus de San Giuliano la première collection mondiale pour ce groupe d’agrumes. Le CRB Citrus est labellisé.

> En savoir plus et visite virtuelle des vergers du CRB

La polyembryonnie

Les agrumes ont cette particularité d’être polyembryonnés, ce qui signifie qu’il y a plusieurs embryons dans une seule graine ; ainsi de cette graine peuvent naître plusieurs plantes. Mais les embryons peuvent avoir des origines différentes : l’un est issu de la fécondation par pollinisation tandis que les autres proviennent de cellules non reproductrices, le nucelle. Les embryons dits nucellaires sont génétiquement identiques au parent femelle, l’arbre qui porte la fleur. Quand on sème une graine polyembryonnée d’agrumes, en fonction des variétés, on a entre 15 et 99 % de chances d’obtenir un arbre identique à celui d’où provient le fruit. C’est donc une forme de reproduction asexuée (végétative) qui ne passe pas par la fécondation (pollinisation). La très grande majorité des variétés d’agrumes cultivées sont polyembryonnées et peuvent donc être multipliées à l’identique à partir de leurs graines, sauf les cédratiers, les pamplemoussiers ou les clémentiniers.