Même si c'était des siècles avant que les gens sachent quoi que ce soit sur les gènes, mutation et hérédité, les agriculteurs de Méso-Amérique (où les tomates ont probablement été cultivées pour la première fois) savaient que planter des graines de cette plante particulière pourrait leur donner des tomates plus grosses. Et c'est exactement ce qu'ils ont fait.
Au début du 16
e
siècle, les Espagnols ont apporté ce que nous appelons maintenant la tomate Beefsteak en Europe, et de là, la plante s'est rapidement répandue dans le monde entier. Ce n'est que le mois dernier, bien que, lorsqu'une équipe de scientifiques a publié un article dans Génétique de la nature , que nous avons appris comment le bifteck d'origine est devenu si gros en premier lieu.
« Nous avons trouvé une série de gènes et un mécanisme de contrôle pour déterminer le nombre de cellules souches produites dans la plante, " dit le Dr Zach Lippman, professeur agrégé au Cold Spring Harbor Laboratory et auteur correspondant de l'étude. « [Maintenant] nous comprenons les éléments fondamentaux du système de contrôle. »
Dans les termes les plus simples, les tomates et toutes les autres plantes à fleurs possèdent des ensembles de gènes qui régulent la production de cellules souches. L'un de ces gènes encourage la production de cellules souches, tandis que l'autre, connu sous le nom de CLAVATA, l'inhibe. Les deux trouvent généralement un équilibre heureux, résultant en une quantité «juste» de cellules souches. Avec trop peu, la plante ne pousserait pas assez; avec trop, cela deviendrait un désordre chaotique.
Selon Lippman, ce mécanisme génétique régulant les cellules souches fonctionne comme un cadran plutôt qu'un interrupteur. Réprimez un peu le gène CLAVATA et vous obtenez plus de cellules souches; réprimez-le un peu plus loin, et vous obtenez encore plus de cellules souches. Dans le cas de la tomate Beefsteak, la mutation génétique qui a attiré l'attention des Mésoaméricains a tourné au hasard ce cadran de cellules souches afin que les plantes poussent des tomates plus grosses mais n'en souffrent pas autrement.
Sachez que nous sommes dans un âge d'or des citrouilles géantes. Le record du monde a été battu chaque année sauf une depuis 1998, au cours de laquelle il est passé en flèche de 1, 061 livres à l'incroyable 2 de l'année dernière, Spécimen de 323 livres de Suisse.
Parce que toutes les plantes à fleurs utilisent ce même mécanisme de régulation des cellules souches, ces découvertes amènent Lippman et ses collègues à se demander si ce cadran de cellules souches génétiques pourrait être ajusté dans d'autres plantes. Un péché, Est-ce que le fait de savoir pourquoi les tomates Beefsteak sont si importantes aidera les sélectionneurs et les scientifiques à augmenter les rendements d'autres cultures vivrières importantes ?
Dans le cas de quelque chose comme le maïs, la réponse semble être peut-être – bien que d'autres facteurs compliquent les choses.
CLAVATA régule les cellules souches dans le « méristème de l'épi » du plant de maïs, " qui est le tissu qui finit par se développer en un épi de maïs. Supprimer l'influence de CLAVATA augmenterait en effet le nombre de cellules souches dans ce méristème de l'épi et entraînerait potentiellement un épi de maïs plus gros, dit le Dr David Holding, professeur agrégé à l'Université du Nebraska-Lincoln qui connaît bien les recherches de Lippman. Mais le principal moteur de l'énorme rendement du maïs, il dit, est le serré, disposition efficace des rangées et des grains sur l'épi, pas la taille globale de l'oreille.
Augmentation des cellules souches dans le méristème, Tenir spéculé, introduirait probablement des différences morphologiques qui se traduisent par une forme anormale de l'oreille, ce qui réduit la capacité de l'épi à emballer les grains si étroitement.
À la fois, l'un des collègues de Lippman au Cold Spring Harbor Laboratory, Dr Dave Jackson, a également publié des recherches montrant que les modifications apportées aux gènes de régulation des cellules souches dans le maïs pouvez offrez-nous le meilleur des deux mondes :des oreilles plus grandes avec des rangées droites. (Jackson et Lippman soulignent tous deux l'importance d'un réglage fin lorsqu'il s'agit d'augmenter les cellules souches dans le méristème. Bien qu'une main lourde soit certainement mauvaise pour la plante, la droite, une touche légère semble augmenter la taille et le rendement des fruits.)
« La connaissance de ces voies est très pertinente pour toutes les cultures, " dit Jackson, qui pense que cette compréhension croissante de la régulation des cellules souches végétales pourrait effectivement aider à stimuler la production alimentaire à l'avenir.
Dr Zach Lippman avec sa citrouille géante, 2007
Aucune discussion sur les gros légumes ne serait complète, bien que, sans parler de VRAIMENT gros légumes. Et curieusement, s'il n'y avait pas eu le sport de la culture de citrouilles géantes, l'humanité est peut-être encore dans l'ignorance du mécanisme CLAVATA que Lippman et ses collègues viennent de décrire.
"Je ne serais pas assis ici en ce moment à faire cette recherche que je fais si je n'avais pas commencé à cultiver des citrouilles géantes quand j'avais 13 ans, " dit Lippman, qui lui a été présenté par un chef scout.
Sachez que nous sommes dans un âge d'or des citrouilles géantes. Le record du monde a été battu chaque année sauf une depuis 1998, au cours de laquelle il est passé en flèche de 1, 061 livres à l'incroyable 2 de l'année dernière, Spécimen de 323 livres de Suisse.
Pour autant que Lippman le sache, personne n'a cherché à savoir si les citrouilles géantes devaient une partie de leur grande taille à la même mutation CLAVATA qui nous a donné les tomates Beefsteak. Mais parce que les citrouilles géantes utilisent également le gène CLAVATA pour réguler la production de cellules souches, il semble possible que sa manipulation rende les citrouilles encore plus grosses.
Une façon de tourner le cadran CLAVATA serait d'utiliser la même technique d'édition de gènes de pointe qui a été utilisée de manière controversée plus tôt cette année par des scientifiques chinois pour modifier des embryons humains non viables. C'est purement hypothétique à ce stade. Lippman, dont les recherches futures continueront à examiner d'autres aspects de la régulation des cellules souches chez les tomates, gloussa à l'idée de chercher un financement pour la recherche pour modifier génétiquement une citrouille encore plus grosse. Mais s'il pouvait se disputer l'argent, ce serait amusant, il dit.
« Je pense que ce serait une expérience intéressante, juste comme preuve de principe, " dit Lippman, tout en reconnaissant la méfiance du public à l'égard de la modification génétique. « [Mais] cela frotterait probablement les gens dans le mauvais sens, et je comprendrais cela.
Plusieurs maraîchers géants contactés par Fermier moderne étaient ouverts à l'idée de géants génétiquement modifiés.
"Je pense que ce serait plutôt cool, " dit Andy Wolf, président de Great Pumpkin Commonwealth, qui sanctionne les records du monde des citrouilles géantes et autres légumes. "La plupart des gars expérimentent quelque chose… essayant de prendre l'avantage sur tout le monde."
Si cet avantage venait du génie génétique, Wolf n'aurait pas de problème personnel avec cela. Dans la culture open source des citrouilles géantes, il ajoute, les producteurs échangent régulièrement des semences, conseils et informations. Si une citrouille géante ajustée à CLAVATA faisait irruption sur la scène et battait le record du monde, l'année prochaine, les producteurs du monde entier utiliseraient ses semences. Et c'est ainsi que la marche régulière des progrès de la citrouille géante se poursuivrait.
Revenons maintenant à la tomate. L'automne dernier, comme Lippman et al. préparaient leur papier, un homme d'Ely, Minnesota, nommé Dan MacCoy a battu un record du monde vieux de 28 ans en cultivant une tomate de 8,41 livres. La race, appelé Big Zac, a été développé en croisant deux tomates Beefsteak anciennes différentes.
MacCoy a déjà 11 autres plantes Big Zac qui poussent cette saison. Il pense qu'une nouvelle technique de taille qu'il a mise au point l'année dernière pourrait être la clé pour briser la redoutable barrière de 10 livres du monde de la tomate. Mais si les scientifiques tournaient ainsi le cadran des cellules souches dans un plant de tomate Big Zac, MacCoy serait "à coup sûr" prêt à l'essayer.
« Je suis un jardinier de basse-cour assez simple, " il dit. « Je n'entre pas trop dans la partie scientifique de cela… Tout ce qui produit les plus gros fruits fonctionne pour moi. »
Cette approche a fonctionné pour cet agriculteur désormais oublié de la Méso-Amérique, aussi – à qui le monde entier a une grande dette de remerciement.
