Quelle différence le fait d'avoir plus de copies de votre génome fait-il sur la forme de votre corps ? Kali Mattingly et Stephen Hovick ont ​​examiné comment la duplication du génome entier (WGD) influence la plasticité ou la capacité de changement d'une plante. Leurs expériences avec la plante modèle Arabidopsis thaliana montrent que la simple duplication du génome peut augmenter la plasticité des plantes.

Arabidopsis thaliana. Image: canva.

A. thaliana est la plante idéale pour ce type d'expérience car elle possède un petit génome qui a été bien étudié. Il s'agit généralement d'une plante diploïde, ce qui signifie qu'elle possède les chromosomes qui contiennent les gènes par paires. La duplication du génome entier change cela, de sorte que la plante a plus de copies de chromosomes et est polyploïde.

Lorsqu'une plante a plus de copies d'un génome, elle peut avoir plus de versions d'un gène sur lesquelles s'appuyer. Ces copies supplémentaires peuvent être avantageuses, permettant au polyploïde d'exploiter un territoire en marge de l'aire de répartition de la plante mère. Cependant, cela peut aussi être un inconvénient. Une plante plus plastique pourrait ne pas se conformer à un ensemble optimal serré de caractéristiques, ou phénotype, que possède la plante diploïde.

Mattingly et Hovick ont ​​​​développé deux lignées d'autotétraploïdes A. thaliana qu'ils ont pu observer aux côtés de plantes diploïdes apparentées. "L'utilisation d'autotétraploïdes synthétisés nous a permis d'examiner les conséquences du WGD seul, indépendamment d'autres processus potentiellement confondants qui opèrent sur les polyploïdes naturels, tels que l'hybridation, la dérive ou la sélection naturelle", écrivent-ils.

Ils ont soumis les plantes à plusieurs traitements, variant les nutriments et le sel dans le milieu de culture pour soumettre les plantes à différents stress.

« En utilisant des taxons synthétisés consanguins, nous avons constaté que les polyploïdes étaient plus plastiques que leurs progéniteurs diploïdes… pour les quelques différences qui étaient au moins légèrement significatives », écrivent Mattingly et Hovick. "Bien que notre étude se soit limitée à deux génotypes et à une seule espèce, nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle l'augmentation de la plasticité chez les polyploïdes est le mécanisme par lequel les effets génomiques du WGD se transforment en conséquences écologiques : accélération de l'adaptation (Baniaga et al., 2020), renforçant la différenciation des niches (Laport et al., 2013), et en stimulant la spéciation (Van de Peer et al., 2017). "

Les résultats montrent comment la duplication du génome entier peut agir comme un mécanisme pour augmenter la diversification des plantes.