Déterminisme du sexe et forme du fruit : un seul et même gène

Un double rôle de l'éthylène dans la détermination du sexe et dans la forme du fruit chez les cucurbitacées

Les formes des légumes et des fruits sont le résultat de l'évolution adaptative et de la sélection humaine. Des modules génétiques contrôlant la forme des organes ont été identifiés. Cependant, on sait peu de choses sur les signaux qui coordonnent le développement et la forme des organes.

Dans une étude parue dans Current Biology, les chercheurs de l’équipe FLOCAD à l’IPS2 décrivent la caractérisation de la mutation rf1 du melon conduisant à des fruits ronds. L'analyse histologique de la fleur et des fruits a révélé que la forme du fruit était définie après la détermination du sexe et avant la fécondation de la fleur. En combinant des approches de génétique et de génomique, ce gène responsable de la forme du fruit a été identifié comme étant le gène CmACS7, également responsable de la détermination du sexe chez le melon. Ce gène est impliqué dans la production d'éthylène au niveau des primordia du carpelle, augmentant ainsi l'expansion cellulaire et réprimant la division cellulaire, conduisant à la formation de fruits allongés.

Pour identifier les réseaux de gènes contrôlant le phénotype « forme du fruit », les chercheurs ont isolé les tissus carpellaires des fruits ronds ou allongés à l’aide de la microdissection laser et ont comparé les deux transcriptomes. L’analyse des dynamiques d'expression génique ont révélé l'implication de deux modules de régulation. Le premier module implique les facteurs de transcription E2F-DP contrôlant l'élongation cellulaire versus la division cellulaire ; le second module implique des protéines liées à OVATE et TRM5 contrôlant la division cellulaire.

En conclusion, cette étude met en évidence un double rôle de l'éthylène dans l'inhibition du développement de l'étamine et dans l'élongation de l'ovaire et du fruit chez les plantes cucurbitacées.

Les résultats décrits dans cette étude sont le fruit d’une longue collaboration impliquant l’Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2) et l’Unité Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes de l’INRAE d’Avignon.

28/06/2022