Vous êtes probablement tombé sur le fameux cresson alénois, Arabidopsis thaliana si vous suivez les publications sur les sciences végétales. Cette petite mauvaise herbe appartient à la famille de la moutarde (Brassicaceae) et elle pousse rapidement dans les serres par rapport aux espèces cultivées et est facile à utiliser pour les études moléculaires. Arabidopsis est donc un organisme "modèle" (c'est-à-dire qu'il peut être utilisé comme modèle pour d'autres espèces) et de nombreuses découvertes ont déjà été mises en évidence sur Botany One concernant telles que germination des graines, absorption des nutriments et les sécheresses, de sel, maladie une résistance.

Cesarino et ses six collègues du Brésil, d'Italie, d'Allemagne, d'Australie et d'Arabie saoudite ont examiné comment les scientifiques des plantes ont bénéficié de l'étude d'organismes modèles et ont introduit de nouvelles espèces végétales qui pourraient être les futures espèces modèles.

Les chercheurs écrivent dans Annals of Botany, "…[Nous discuterons Marchantia polymorphe comme modèle pour étudier l'évolution des plantes terrestres, Setaria viridis comme modèle pour la photosynthèse C4 et la récalcitrance de la biomasse, Phragmites australis pour les plantes envahissantes, Striga hermonthica pour le parasitisme des plantes, Eutrema salsugineum pour la tolérance au sel, et Cardamine hirsute pour des études comparatives sur le développement.
Dr Marc Somssich de l'Université de Melbourne précédemment écrit sur l'histoire d'Arabidopsis et Docteur Igor Cesarino de l'Université de São Paulo a recherches Setaria viridis et les gènes impliqués dans la lignification.Dr Raffaele Dello Ioio de l'Università di Roma La Sapienza a co-écrit une publication précédente sur la façon dont Cardamine hirsute peut servir de modèle pour l'évolution de la diversité morphologique. Si vous n'avez pas rencontré ces espèces, permettez-moi de les présenter en fonction de Césarino et l'avis des collègues.

1. Marchantia polymorphe

L'hépatique commune, Marchantia polymorphe ont connu une évolution moléculaire lente, conservant la majeure partie de leur constitution génétique similaire à l'ancêtre commun des plantes terrestres. Comme il a un cycle de vie de trois mois, il permet d'étudier relativement rapidement l'évolution des plantes. Assemblages du génome, protocoles de transformation ont été établis au cours des dernières décennies.

2. Cardamine hirsute

Le cresson poilu, Cardamine hirsute est une Arabidopsis plante ressemblante mais avec des feuilles composées, des trichomes, des poils absorbants et des gousses explosives. Il a divergé il y a environ 14 millions d'années de A. thaliana mais d'autres mécanismes de développement régissant sa morphologie peuvent être étudiés à l'aide de cette plante. Il a un cycle de vie de trois à quatre mois et possède un petit génome diploïde (196 Mo). Ensembles de données sur le génome et le transcriptome sont disponibles et plusieurs méthodes de transformation ont été établies pour cela.

3. Setaria viridis

La sétaire verte, Setaria viridis est une commune C4 l'herbe, qui appartient à la tribu sœur des Andropogoneae qui comprend le maïs, le sorgho et la canne à sucre. C'est l'ancêtre sauvage de la céréale, le millet des oiseaux et a un cycle de vie de six à huit semaines. Il peut être utilisé pour la recherche sur la photosynthèse C4, la domestication des cultures et la production de biocarburants. Sa concurrence est l'espèce modèle, Distachyon de Brachypodium, une graminée C3. Assemblages du génome sont disponibles et des protocoles moléculaires ont été élaborés à cet effet.

4. Eutrema salsugineum

Le cresson salé, Eutrema salsugineum est un halophyte (tolérant au sel) Arabidopsis plante ressemblante. Comprendre les mécanismes de sa survie à la salinité extrême, à la sécheresse et au gel pourrait aider à créer des cultures plus résistantes. Il a un cycle de vie de deux à trois mois et une mutagenèse EMS peut y être effectuée. Assemblages de génomes multiples et ensembles de données de transcriptome ont déjà été signalés.

5. Striga hermonthica

La sorcellerie, Striga hermonthica est une plante parasite largement répandue qui se nourrit de plantes monocotylédones (par exemple riz, maïs, mil, sorgho). La plante peut être cultivée dans des chambres de croissance, complétant son cycle de vie en trois à quatre mois et elle peut être attachée à la plante hôte en laboratoire et sur des plaques de gélose. UN génome de référence est disponible et peut être transformé par la méthode Agro-trempage.

6. Phragmites australis

Le roseau commun, Phragmites australis Le roseau est une graminée vivace commune, capable de tolérer de nombreux environnements différents, tels que les marais salants et les zones arides. Originaire d'Amérique du Nord, elle s'est répandue aux États-Unis et au Canada à partir du XIXe siècle et peut servir de modèle pour étudier la biologie des invasions, la plasticité phénotypique et tester les hypothèses de la « contrainte liée à la taille du génome » et de la « libération de l'ennemi ». Ce roseau se propage facilement par stolons et rhizomes et peut atteindre deux mètres de hauteur en cinq mois. Bien que son génome complet ne soit pas encore disponible, génome plastidial et ensembles de données de transcriptome sont disponibles, ainsi que les protocoles de transformation.

7. Pisum sativum

Enfin, le petit pois, Pisum sativum, est célèbre depuis Mendel, mais étonnamment peu de recherches se concentrent sur les pois car ils ont un génome volumineux et compliqué. Il est surprenant que le génome du pois n'ait été assemblé en 2019 mais il peut maintenant permettre aux scientifiques de passer de l'espèce de légumineuse modèle Medicago truncatula et Lotus du Japon, qui ne sont pas des plantes semencières. Le cycle de vie du pois dure de huit à douze semaines et peut être facilement cultivé dans les champs, les serres et les chambres de croissance pour étudier les processus de développement (par exemple, le contrôle du temps de floraison, les rythmes circadiens) et la domestication des cultures. Plus de 6,000 XNUMX accessions sont disponibles au Système national de germoplasme végétal de l'USDA et plusieurs transformations ont été publiées.

Cesarino et ses collègues concluent que "les XIXe et XXe siècles ont été principalement définis par l'utilisation de modèles de plantes non modèles pour étudier des traits pertinents sur le plan agricole ou phénotypiquement intéressants" et "Avec la disponibilité de nouveaux outils" omiques ", de nouveaux modèles de plantes sont ajoutés à notre collection à une vitesse sans précédent, et les anciens modèles de plantes non modèles sont, à bien des égards, élevés au statut de système modèle approprié ».

Cette revue complète montre comment des plantes moins connues pourraient aider les scientifiques à comprendre différents mécanismes d'évolution, de tolérance au stress, de développement et de domestication des cultures. Cela pourrait également inspirer certains scientifiques des plantes à pimenter leur Arabidopsis recherche!

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