Le déterminisme du sexe du melon est gouverné par deux gènes, andromonoecie (a) et gynoecie (g), et les variations des interactions entre ces deux gènes résultent en une large distribution des types sexuels. Les plantes peuvent être monoïques de génotype A/-, G/- (porteuses de fleurs mâles et de fleurs femelles). Les plantes de génotype a/a, G/- sont andromonoïques (porteuses de fleurs mâles et de fleurs hermaphrodites). Les plantes de génotype A/-, g/g sont gynoïques (porteuses de fleurs femelles uniquement) et les plantes de génotype a/a, g/g sont hermaphrodites. De plus, le déterminisme du sexe chez le melon est également influencé par le traitement d'hormones végétales telles que l'éthylène.
Les chercheurs de l'INRA d'Evry et Avignon ont isolé la région génomique responsable de l'andromonoecie porteuse du gène a et ont montré que ce gène codait une enzyme impliquée dans la synthèse d'éthylène. Après avoir étudié les variations naturelles du gène dans 500 variétés de melon provenant de toutes les parties du monde, ils ont mis en évidence que l'andromonoécie était liée au remplacement d'une base par une autre dans le gène, conduisant à une mutation inactivant l'enzyme. Cette enzyme est active au cours du développement des fleurs femelles.
Les chercheurs ont montré que la production d'éthylène liée à cette enzyme empêche le développement des étamines (organe mâle) dans les fleurs femelles. La mutation du gène codant pour cette enzyme permet la formation d'organes mâles et donc de fleurs hermaphrodites. Un tel lien entre la détermination du sexe et la synthèse hormonale a également été révélé chez d'autres plantes telles que le maïs.
L'andromonoecie semble être plus courante chez les plantes cultivées que chez les plantes sauvages. Selon cette étude, la mutation serait apparue récemment et aurait été ensuite positivement sélectionnée car associée, soit à une meilleure allocation des ressources par la plante vers les organes reproducteurs, soit à une relation positive entre le nombre de fleurs mâles et la survie de l'espèce. Il s'agit maintenant de mieux évaluer l'avantage sélectif procuré par l'andromonoecie chez le melon et chez d'autres plantes.
Ces travaux ont fait l'objet d'un dépôt de brevet sous la référence FR 0651538 publié sous le numéro WO2007125264 " Système génétique pour le contrôle du développement du type floral d'une plante dicotylédone, et mise en œuvre dans des procédés de détection et de sélection ".
Référence :
'A Conserved Mutation in an Ethylene Biosynthesis Enzyme Leads to Andromonoecy in Melons'
Science Vol 321, n° 5890 - 8 août 2008
Adnane Boualem,1 Mohamed Fergany,1 Ronan Fernandez,1 Christelle Troadec,1Antoine Martin,1 Halima Morin,2 Marie-Agnes Sari,3 Fabrice Collin,3 Jonathan M. Flowers,4Michel Pitrat,5 Michael D. Purugganan,4 Catherine Dogimont,5 Abdelhafid Bendahmane1
1 INRA-CNRS, UMR1165, Unité de Recherche en Génomique Végétale, 2 rueGaston Crémieux, F-91057 Evry.
2 INRA, Laboratoire de Biologie Cellulaire, Institut Jean Pierre Bourgin, F-78026
Versailles.
3 CNRS, UMR 8601, Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques, Université René Descartes, 45 Rue des Saint-Pères, F-75270 Paris.
4 Department of Biology, Center for Genomics and Systems Biology, 100 Washington Square East, New York University, New York, NY 10003, U.S.A.
5 INRA, Unité de Génétique et d'Amélioration des Fruits et Légumes, BP 94, F-84143 Montfavet.
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