La domestication du haricot racontée par ses gènes

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L’analyse des gènes du haricot fait la lumière sur les régions du génome sélectionnées lors de sa domestication par l'Homme. Ces gènes sont aussi des cibles potentielles pour améliorer sa culture, le haricot étant particulièrement intéressant car il fixe l’azote atmosphérique.

Il existe différentes variétés de haricots qui peuvent différer par la couleur des graines : haricots rouges, blancs, etc. Le haricot commun serait passé par deux domestications distinctes. Apogr, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

Le haricot est une plante de la famille des légumineuses qui, avec ses différentes variétés, représente la dixième culture au monde. C’est une source majeure de protéines et de nutriments essentielle dans certains pays : les haricots fournissent jusqu’à 15 % des calories et 36 % des protéines quotidiennes dans certaines parties d’Afrique et d’Amérique.

Historiquement, le haricot commun a été domestiqué il y a 8.000 ans environ, en deux endroits différents : l’Amérique centrale (actuel Mexique) et l’Amérique du Sud (Andes). Certains agriculteurs y pratiquent une culture associant trois plantes : maïs, haricots et courges (les « trois sœurs »). La domestication a conduit à des changements morphologiques : taille des feuilles et des graines, couleur de l’enveloppe de la graine, etc.

Le haricot vert est une légumineuse, comme le soja. Des chercheurs analysent les modifications passées de son génome pour améliorer les variétés actuelles. Renée Comet, Wikimedia Commons, DP

L’objectif de travaux parus dans Nature Genetics était de comprendre l’histoire de la domestication du haricot afin d’améliorer les souches modernes. En effet, le haricot intéresse particulièrement les chercheurs et les agriculteurs en raison de sa capacité à fixer l’azote. Toutes les plantes ont besoin d’azote pour leur croissance, mais beaucoup de terrains agricoles en manquent, d’où la nécessité d’avoir recours aux engrais. Grâce à la symbiose que les légumineuses créent avec une bactérie fixatrice d’azote, celui de l’atmosphère peut être converti en ammonium sans qu’il y ait besoin d’enrichir les sols en engrais.

 Une équipe internationale composée de chercheurs de différentes universités des États-Unis mais aussi quelques Français ont donc analysé le génome du haricot commun, Phaseolus vulgaris. Pour cela, ils ont assemblé 473 millions de paires de bases (Mb) du génome composé de 11 chromosomes. En utilisant les séquences de 60 plantes sauvages et 100 cultivées, les chercheurs ont confirmé qu’il y avait eu deux domestications indépendantes : moins de 10 % des 74 Mb impliquées dans la domestication étaient partagées par ces deux grands groupes de plantes domestiquées. (Photo Phaseolus vulgaris Spedona CC BY-SA 3.0)

Les chercheurs ont aussi identifié différents gènes, dont certains pourraient être utiles pour améliorer les cultures : des gènes liés à l’augmentation de la taille des feuilles et des graines, mais aussi ceux associés à la floraison, au métabolisme de l’azote, à la résistance aux maladies, etc.

La comparaison du génome du haricot avec celui du soja, Glycine max, a aussi permis de montrer que le génome du haricot avait évolué plus rapidement que celui du soja. Ces deux espèces auraient divergé de leur ancêtre commun il y a environ 19,2 millions d’années.


Futura sciences 12/6/2014