Les mangroves chevauchent la frontière entre la terre et l’océan, dans des environnements difficiles caractérisés par des niveaux de salinité changeant rapidement et un faible taux d’oxygène. Pour la plupart des plantes, ces conditions marqueraient une condamnation à mort, mais les mangroves ont développé une résistance remarquable aux pressure de ces endroits hostiles.



Aujourd’hui, des chercheurs de l’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate College (OIST) ont décodé le génome de l’arbre de mangrove, Bruguiera gymnorhiza, et ont révélé remark cette espèce régule ses gènes pour faire face au worry. Leurs découvertes, publiées récemment dans New Phytologist, pourraient un jour être utilisées pour aider d’autres plantes à être additionally tolérantes au strain.

« Les mangroves sont un système modèle idéal pour étudier le mécanisme moléculaire derrière la tolérance au anxiety, auto elles font naturellement face à divers facteurs de tension », a déclaré le Dr Matin Miryeganeh, premier auteur de l’étude et chercheur à l’Unité d’épigénétique des plantes de l’OIST.



Les mangroves sont un écosystème crucial pour la planète, protégeant les côtes de l’érosion, filtrant les polluants de l’eau et servant de nurserie pour les poissons et autres espèces qui soutiennent les moyens de subsistance côtiers. Ils jouent également un rôle essential dans la lutte contre le réchauffement climatique, en stockant jusqu’à quatre fois moreover de carbone dans une zone donnée qu’une forêt tropicale.

Malgré leur worth, les mangroves sont déboisées à un rythme sans précédent et, en raison de la pression humaine et de la montée des mers, devraient disparaître d’ici 100 ans. Et les ressources génomiques qui pourraient aider les scientifiques à essayer de conserver ces écosystèmes ont jusqu’à présent été limitées.

Le projet de mangrove, initialement suggéré par Sydney Brenner, l’un des pères fondateurs de l’OIST, a débuté en 2016, avec une enquête sur les palétuviers à Okinawa. Les scientifiques ont remarqué que le palétuvier, Bruguiera gymnorhiza, présentait des différences frappantes entre les individus enracinés au bord de l’océan, avec une salinité élevée, et ceux du haut de la rivière, où les eaux étaient furthermore saumâtres.

 » Les arbres étaient incroyablement différents près de l’océan, la hauteur des arbres était d’environ un à deux mètres, tandis qu’en amont de la rivière, les arbres poussaient jusqu’à sept mètres « , a déclaré l’auteur principal, le professeur Hidetoshi Saze, qui dirige le Unité d’Epigénétique Végétale. « Mais les arbres additionally courts n’étaient pas malsains – ils fleurissaient et fructifiaient normalement – ​​nous pensons donc que cette modification est adaptative, permettant peut-être à la plante stressée par le sel d’investir plus de ressources pour faire experience à son environnement hostile. »

Contrairement à l’adaptation évolutive à extensive terme, qui implique des modifications de la séquence génétique, les diversifications à l’environnement qui se produisent tout au prolonged de la vie d’un organisme se produisent by way of des changements épigénétiques. Ce sont des modifications chimiques de l’ADN qui affectent l’activité de différents gènes, ajustant la façon dont le génome réagit aux différents stimuli et strain environnementaux. Des organismes comme les plantes, qui ne peuvent pas se déplacer vers un environnement as well as confortable, dépendent fortement des changements épigénétiques pour survivre.

Avant de se concentrer sur la façon dont le génome était régulé, l’équipe de recherche a d’abord extrait l’ADN du mangrove, Bruguiera gymnorhiza, et décodé le génome de cette espèce. Ils ont découvert que le génome contenait 309 tens of millions de paires de bases, avec un nombre prévu de 34 403 gènes – un génome beaucoup as well as grand que ceux d’autres espèces de mangroves connues. La grande taille était owing, pour la plupart, au fait que près de la moitié de l’ADN était constituée de séquences répétées.

Lorsque l’équipe de recherche a examiné le form d’ADN répétitif, elle a découvert que in addition d’un quart du génome était constitué d’éléments génétiques appelés transposons ou  » gènes sauteurs « .

Le professeur Saze a expliqué : « Les transposons actifs sont des gènes parasites qui peuvent « sauter » de place dans le génome, comme le copier-coller ou le copier-coller des fonctions informatiques. Au fur et à mesure que de moreover en in addition de copies d’eux-mêmes sont insérées dans le génome, l’ADN répétitif peut se construire en haut. »

Les transposons sont un grand moteur de l’évolution du génome, introduisant la diversité génétique, mais ils sont une arme à double tranchant. Les perturbations du génome par le mouvement des transposons sont additionally susceptibles de causer des dommages que d’apporter un avantage, en particulier lorsqu’une plante est déjà stressée, de sorte que les palétuviers ont généralement des génomes as well as petits que les autres plantes, avec des transposons supprimés.

Cependant, ce n’est pas le cas pour Bruguiera gymnorhiza, les scientifiques spéculant que cette espèce de mangrove étant in addition ancestrale que d’autres, elle n’a peut-être pas évolué pour disposer d’un moyen de suppression efficace.

L’équipe a ensuite examiné comment l’activité des gènes, y compris les transposons, variait entre les individus situés au bord de l’océan à haute salinité et les individus dans les eaux moins salines et saumâtres en amont. Ils ont également comparé l’activité des gènes des mangroves cultivées en laboratoire, dans deux problems différentes qui reproduisaient les niveaux de salinité du bord de l’océan et en amont.

Dans l’ensemble, tant chez les individus au bord de l’océan que chez ceux cultivés dans des situations de salinité élevée en laboratoire, les gènes impliqués dans la suppression de l’activité du transposon ont montré une expression plus élevée, tandis que les gènes qui favorisent normalement l’activité du transposon ont montré une expression furthermore faible. De in addition, lorsque l’équipe s’est penchée spécifiquement sur les transposons, elle a trouvé des preuves de modifications chimiques sur leur ADN qui ont réduit leur activité.

« Cela montre qu’un moyen critical de faire encounter au tension salin consiste à faire taire les transposons », a déclaré le Dr Miryeganeh.

Les chercheurs ont également constaté une augmentation de l’activité des gènes impliqués dans les réponses au pressure chez les plantes, y compris ceux qui s’activent lorsque les plantes sont privées d’eau.

Dans de futures recherches, l’équipe prévoit d’étudier comment les saisons, les changements de température et les précipitations affectent également l’activité des génomes des mangroves.

« Cette étude sert de base, fournissant de nouvelles informations sur la façon dont les mangroves régulent leur génome en réponse à des anxiety extrêmes », a déclaré le professeur Saze. « Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre remark ces changements dans l’activité des gènes ont un affect sur les processus moléculaires dans les cellules et les tissus végétaux et pourraient un jour aider les scientifiques à créer de nouvelles souches végétales capables de mieux faire confront au tension. »