The genomes of parasitic Angiosperms: characterization and applied interest | Les génomes des Angiospermes parasites: aspects fondamentaux et appliqués

Francés. Si les phanérogames holoparasites effectuent toute leur nutrition aux dépens de leurs hôtes, les hémiparasites peuvent aussi prélever des nutriments organiques et présenter une diminution plus ou moins marquée de leur activité photosynthétique. D'ailleurs, chez l'hémiparasite Cuscuta, les premiers signes de réduction du génome plastidial par rapport aux autotrophes apparaissent. La principale manifestation en est une forte réduction de la longueur de la région à petite copie unique (SSC) qui porte notamment des gènes ndh codant pour des sous-unités d'une NADPH plastoquinone oxydoréductase impliquée dans la chlororespiration. Chez les holoparasites étudiées, appartenant aux genres Orobanche et Lathraea, la taille du génome plastidial est réduite à respectivement environ 70 et 110 kb contre 155 kb pour celui du tabac. Ces réductions touchent surtout les régions à copie unique qui portent des gènes impliqués dans la chlororespiration et dans la photosynthèse. Curieusement, chez Lathraea, un gène pour la photosynthèse rbcL a été trouvé encore fonctionnel. Ce seul cas justifie qu'une majorité des gènes domestiques ait été maintenue pour exprimer la grande sous-unité de la Rubisco. En revanche, il n'existe pas chez Lathraea d'ARN polymérase de type procaryotique puisque les quatre gènes rpo (rpo A,B,C et C2) sont des pseudogènes. Mais on a montré que les transcrits rbcL chez Lathraea sont plus longs que chez les autotrophes et qu'un site de départ de la transcription, en amont du site de type procaryotique, était apparu chez cette espèce. Ces résultats suggèrent qu'une autre polymérase, d'origine nucléaire, est utilisée pour transcrire rbcL chez Lathraea. Chez tous les végétaux, le génome nucléaire porte des gènes pour la photosynthèse. Chez une holoparasite comme Lathraea, il est curieux de constater que leur évolution ne s'est pas faite aussi brutalement puisque, par exemple, le gène atpD est encore transcrit. Au sein de la famille des Orobanchacées, toutes holoparasites, la réduction de taille du génome plastidial est encore plus marquée et le gène rbcL est devenu un pseudo-gène. Le cas de l'espèce Orobanche cumana est singulier car un pseudogène rbcL tronqué plastidial et un pseudogène rbcL entier nucléaire sont rencontrés. Celui-ci fait d'ailleurs partie d'un fragment d'environ 5 kb d'origine plastidiale inséré dans l'ADN nucléaire. Les deux séquences rbcL sont différentes (92 / d'identité) et peuvent fournir des indications pour appréhender la phylogénie du groupe. Les pseudogènes plastidiaux s'ils ne sont pas tronqués ou bouleversés dans leur séquence nucléotidique peuvent être utilisés comme des marqueurs moléculaires d'espèces, par ailleurs très difficiles à déterminer selon les méthodes traditionnelles taxonomiques. Ainsi, le pseudogène rbcL permet d'éclaircir la systématique de la sous-section Minores du genre Orobanche, tout en soulignant l'intérêt de critères morphologiques jusqu'alors négligés. D'autres marqueurs moléculaires comme les séquences intermicrosatellitaires permettent de confirmer les résultats obtenus avec le pseudogène rbcL. Mais leur intérêt principal réside dans les possibilités d'obtenir des marqueurs de rang infraspécifique (populations, races) pouvant s'avérer utiles pour l'agronome confronté à la présence d'orobanches sur plantes cultivées