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12/08/2022

Changements génétiques en Nouvelle-Angleterre Cichorium intybus depuis l’époque de Thoreau


Tomáš Závada parle de son récent article ‘Changement radical dans la composition génétique des populations de chicorée de la Nouvelle-Angleterre‘. Découvrez comment la diversité génétique et la structure des populations de Cichorium intybus ont changé au fil du temps et l’importance des spécimens d’herbier dans cette découverte.


Les collections d’herbiers représentent une mine d’or de données botaniques. De nos jours, les spécimens d’herbier nous permettent non seulement de retracer la distribution et la morphologie des espèces végétales, mais aussi de zoomer au niveau du génome et d’étudier les modifications de l’ADN sur de nombreuses générations de plantes. Dans notre article, nous avons analysé la composition génétique des accessions historiques et contemporaines de la Nouvelle-Angleterre Cichorium intybus L. (chicorée) au cours de la dernière période de 170 ans.

Travailler avec des spécimens d’herbier vous transporte à d’autres époques. Étudier les étiquettes, c’est comme lire un livre sur une vie que vous n’occuperez jamais, un instantané des aventures et des voyages des botanistes passés. La plante de chicorée la plus ancienne de notre étude a été récoltée en 1848 par le premier professeur de botanique à plein temps de l’Université de Harvard. Asa Gray (1810 – 1888) était chargé d’établir la botanique systématique aux États-Unis et de défendre les travaux de Charles Darwin. Quand Asa Gray est venu à Cambridge, MA, en 1842, il a apporté avec lui une petite collection de spécimens. Ce nombre est passé à quelque 200 000 en 20 ans et est devenu plus tard The Grey Herbarium. Actuellement l’herbier contient près de deux millions de spécimens (Bois, 2010). Lorsque je suis devenu membre du New England Botanical Club (NEBC) en tant qu’étudiant diplômé et que j’ai commencé à assister aux réunions du NEBC, j’ai découvert ces vastes et diverses collections d’herbiers.

Mes recherches de troisième cycle portaient sur le génotypage de la chicorée sauvage, des cultivars domestiqués d’Eurasie indigène et des populations nord-américaines introduites (Zavada et al., 2017). Lors de la rédaction de mon projet de thèse, j’ai été influencé par plusieurs études utilisant les notes d’Henry David Thoreau pour documenter la perte d’espèces végétales et la phénologie depuis 1851 à Concord, Massachusetts. Le fait que des espèces étroitement apparentées et coexistantes réagissent dans de nombreux cas au climat très différemment les unes des autres (Willis et al., 2010; Willis et al., 2008) m’a amené à poser une question « Est-ce que les plantes de chicorée que nous voyons aujourd’hui sont génétiquement les mêmes que celles vues par Thoreau, ou ces populations ont-elles changé avec le temps? »

Cette recherche tente de répondre à la question « les plants de chicorée que nous voyons aujourd’hui sont-ils génétiquement les mêmes que ceux vus par Thoreau ? Photo: Tomáš Závada

L’ADN végétal d’archivage est généralement bien conservé tant que le tissu végétal a été correctement séché. La colle peut souvent compliquer l’extraction de l’ADN et quel que soit l’adhésif utilisé, le montage des spécimens est un mélange de science et d’art. Les 648 spécimens de plantes préservés de Thoreau ont inspiré une exposition récente Exposition « In Search of Thoreau’s Flowers: An Exploration of Change and Loss » au Harvard Museum of Natural History. Nous avons extrait avec succès l’ADN de 84 spécimens d’herbier et de 18 populations de chicorée contemporaines et nous avons utilisé des séquences d’ADN de chloroplaste et 12 marqueurs nucléaires microsatellites spécifiques à la chicorée pour évaluer les changements génétiques temporels.

Cichorium intybus contemporain ( Chicorée ) a été comparé à l’herbier spécimens. Photo: Tomáš Závada

Les marqueurs d’ADN nucléaire ont montré un changement majeur dans la diversité et la composition génétiques, toutes les collections historiques d’herbier appartenant à un seul groupe génétique et 16 des 18 populations de chicorée contemporaines appartenant à différents groupes génétiques. Nos résultats montrent que la diversité génétique et la structure de Cichorium intybus les populations ont considérablement changé depuis les populations fondatrices de la Nouvelle-Angleterre. Alors que d’autres études ont lié les changements dans la distribution et la phénologie des plantes de la Nouvelle-Angleterre au changement climatique, notre article montre l’importance des changements génétiques cryptiques qui sous-tendent le succès de l’adaptation des espèces à un paysage en évolution rapide.

Cette étude a démontré le pouvoir des collections d’herbiers pour nous aider à comprendre le changement global. Photo: Tomáš Závada

Tomas Zavada Sterling College, Vermont, États-Unis.

Lire l’intégralité de l’article en ligne : ‘Changement radical dans la composition génétique des populations de chicorée de la Nouvelle-Angleterre‘.





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