À un moment donné de leur vie, tous les biologistes et passionnés de plantes sont confrontés à la même question délicate et inconfortable : «quelle est ta plante préférée ?" Même si je n'ai pas de bonne réponse à cela, si vous demandez Dr Jeanmaire Molina, elle n'hésitera pas et vous dira que sa plante préférée au monde est tombola. Et pour être honnête, ces plantes sont en réalité assez intrigantes.

tombola est un genre comptant 41 espèces originaires des forêts tropicales d'Asie du Sud-Est, de la Thaïlande à la Malaisie centrale. Ces plantes – connues sous le nom padma (indonésien et malais) ou patma (javanais) dans les langues locales – éveillent la curiosité de chacun pour plusieurs raisons. Premièrement, elles détiennent le record des plus grandes fleurs du monde, certaines espèces produisant des fleurs d’environ un mètre de diamètre. Si ce n'était pas assez tape-à-l'œil, ces les fleurs émettent de la chaleur et ont une odeur distinctive de viande en décomposition qui attire les mouches charognardes qui les pollinisent. Deuxièmement, ces plantes appartiennent à un groupe restreint de plantes auquel seul 1% des espèces de plantes à fleurs connues appartiennent: les plantes parasites. Bien qu’il existe de nombreux types de plantes parasites, tombola est connu pour être un holoparasite, ce qui signifie qu’elles ne fabriquent pas leur propre nourriture par photosynthèse comme le font la plupart des plantes. Au lieu de cela, il utilise une structure absorbante appelée haustorium pour extraire l'eau et les nutriments des plantes qu'ils infestent - ce qui, dans le cas de Rafflésia, ne sont que les vignes du genre Tétrastigme. Troisièmement, et c'est probablement l'une de ses caractéristiques les plus frappantes, c'est que tombola a complètement perdu le génome des chloroplastes, soulevant la question de savoir si nous pouvons encore le considérer comme une plante.

Aussi fascinantes soient-elles, il n'est pas surprenant que ces plantes soient fréquemment présentes dans la culture pop, depuis Vileplume de Pokémon à Stranger Things' Demogorgon. Cependant, ces plantes sont gravement menacées, avec 60% des espèces de ce genre sont confrontées à un risque grave d'extinction en raison de la dégradation de leurs habitats naturels. Pour cette raison, différents efforts ont été entrepris pour les propager, et voilà que le défi (et les maux de tête associés) a commencé.

Le Dr Jeanmaire Molina est originaire des Philippines, le pays qui compte le plus de tombola espèces (au moins 13). Cependant, sa première rencontre avec tombola C'était lors d'un voyage en Malaisie en 2004 dans le cadre de ses études supérieures. Dans une interview avec Botany One, Molina a déclaré que ce coup de foudre, comme elle l'a décrit, a ouvert la voie à la mission de sa vie : comprendre la biologie des espèces de Rafflesia et rechercher des moyens efficaces de les propager. Cette excursion a été le début de l'aventure de Molina pour étudier le « Panda du monde végétal » et, bien sûr, pour rechercher des financements pour ses recherches, y compris une campagne de financement participatif intitulée «Si Lady Gaga pouvait porter une fleur, ce serait Rafflesia». Au final, ce n'était pas Gaga mais le Jardin botanique des États-Unis, une agence fédérale avec plus de deux siècles d'expérience dans la conservation des plantes, qui a financé les recherches de Molina pour tenter de propager le « Panda du monde végétal », comme elle l'appelait.

À ce jour, la meilleure façon de propager le tombola l'espèce semble se greffer tombola-infecté Tétrastigme à un porte-greffe non infecté – une technique qui a été utilisée dans Jardins botaniques de Bogor (Bogor, Indonésie) pour produire plusieurs fleurs pour leurs collections vivantes. En revanche, les efforts visant à propager les espèces de Rafflesia via des graines ont globalement échoué. Dans un étude précédente par Molina et ses collègues du Jardin Botanique des États-Unis, ils ont tenté de provoquer la germination de R. speciosa graines utilisant plusieurs régulateurs de croissance renommés, dont les strigolactones, connues pour favoriser la germination d’autres plantes parasites. Cependant, quel que soit le composé ou sa concentration, aucune graine ne germe. Ce même scénario frustrant a été répété dans plusieurs autres articles par différents groupes de recherche, ce qui a amené Molina à vouloir se plonger dans la biologie de tombola graines, un intérêt qui a donné lieu à son article le plus récent, publié dans la revue Plantes, gens, planète. Et quand je dis « fouiller », je le pense vraiment puisque cette recherche a été la première à construire et étudier le transcriptome de tombola les graines, c'est-à-dire les gènes qui y sont exprimés.

Molina et son équipe ont évalué le transcriptome de Rafflesia speciosa graines avec celles de quatre autres espèces végétales : Arabidopsis, Striga, Cuscuta et Anœctochilus. Arabidopsis sert d’espèce végétale modèle et ses gènes ont été largement étudiés, ce qui en fait une référence obligatoire pour presque toutes les études de biologie moléculaire. D'autre part, Striga et Cuscuta sont également des plantes parasites semblables à tombola, et leur présence dans l'étude pourrait indiquer si tombola les graines fonctionnent comme celles des autres parasites. Enfin, Anœctochilus est une mycohétérotrophe orchidée qui dépend des champignons mycorhiziens pendant la germination des graines. Cette dernière espèce a été incluse dans l'étude afin d'évaluer la possibilité que tombola dépend de micro-organismes pour la germination, ce qui devrait se refléter dans ses gènes.

Les résultats de ce travail ont montré que tombola les graines expriment un ensemble de gènes également présents dans les graines des plantes parasites. Ces gènes sont connus sous le nom de «gènes parasites centraux» et sont liés à des processus communs à toutes les plantes parasites, processus communs à toutes les plantes parasites, comme la dégradation des tissus hôtes et la formation d'haustoria.

Les auteurs ont néanmoins été surpris par quelques absences notables dans le tombola transcriptome : D14 et gènes liés à la synthèse des caroténoïdes. D14 est un gène responsable d’orchestrer la germination de Striga les graines en réponse aux strigolactones, et l'inhibition de la synthèse des caroténoïdes s'est avérée être un problème clé pour la germination des graines de plantes parasites. L'absence de ces gènes dans Raflésia Le transcriptome explique l'incapacité à faire germer ses graines en utilisant des techniques issues d'autres plantes parasites. Rappelons que Molina et son équipe n'ont pas réussi à utiliser les strigolactones pour stimuler tombola germination? Cette étude montre pourquoi : les graines n'ont pas les gènes pour répondre à ce composé ! De même, les inhibiteurs de la synthèse des caroténoïdes n’ont pas stimulé la germination de cette espèce, car elle ne produit pas ces substances en premier lieu. Pris ensemble, ces résultats indiquent que le métabolisme du « Panda du monde végétal » est plus différent que prévu, et que sa propagation ne peut s’effectuer avec la même logique que celle des autres plantes parasites.

Autre absence notable dans le tombola le transcriptome des graines était RAM2, un gène associé à la symbiose mycorhizienne chez Anectochilius. Ce résultat suggère que tombola peut compter sur autre chose que ce type d’interaction avec les champignons pour obtenir des nutriments. Au lieu de cela, le tombola le transcriptome présentait une proportion plus élevée de gènes liés au métabolisme des acides gras que les autres espèces végétales étudiées. Cette découverte met en évidence l’importance de la dégradation et du métabolisme des acides gras dans tombola germination des graines, d'autant plus que ces espèces sont connues pour avoir des endospermes. Le transcriptome des graines de Rafflesia a également montré plusieurs gènes associés à la formation de l'haustorium, une structure stimulée par divers composés produits par son hôte. Tétrastigme. En conséquence, Molina et son équipe suggèrent que «tester ces composés dans des expériences de germination de graines de Rafflesia pourrait être intéressant à l'avenir ».

Dans l'ensemble, l'étude de Molina et de son équipe nous a permis de faire un pas de plus vers la compréhension de la biologie des semences de tombola –une connaissance qui promet de révéler la clé de sa propagation et de sa conservation réussies. Espérons que de futures études en tombola La germination peut s'appuyer sur l'étude de l'équipe de Molina et (croisons les doigts !) s'amuser des résultats positifs plutôt que de nouveaux maux de tête. Plus que cela, l’équipe a de grandes aspirations :

"Nous pensons que Rafflesia dispose d’un important potentiel d’engagement inexploité. Nous espérons que cette étude du transcriptome des graines nous rapprochera d'une réalité dans laquelle les jardins botaniques du monde entier cultivent du Rafflesia à des fins de conservation tout en sensibilisant le public et en lui faisant apprécier une merveille de l'évolution. »

Le partenariat entre Molina, le Jardin botanique des États-Unis et de nouveaux collègues des Philippines permet déjà de réaliser de nouvelles visites sur le terrain et plusieurs nouveaux essais de propagation. Espérons que leurs recherches nous aideront à continuer à élucider la biologie de ces espèces exceptionnelles, nous rapprochant toujours plus d'une technique qui nous permettra d'apprécier tombola dans le jardin botanique le plus proche et son habitat naturel et cela aidera davantage de personnes à trouver tombola une nouvelle plante préférée.

LIRE L'ARTICLE:
Molina, J., Wicaksono, A., Michael, TP, Kwak, SH, Pedales, RD, Joly‐Lopez, Z., … & Purugganan, MD (2023). Le transcriptome des graines de Rafflesia révèle un transfert horizontal de gènes et une évolution convergente : implications pour la conservation de la plus grande fleur du monde. Plantes, gens, planète. https://doi.org/10.1002/ppp3.10370

Carlos A. Ordóñez-Parra
Pascal (il/lui) est un écologiste colombien des semences qui prépare actuellement son doctorat à l'Universidade Federal de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brésil) et travaille comme rédacteur scientifique chez Botany One. Vous pouvez le suivre sur Twitter à @caordonezparra.

Traduction espagnole et portugaise par Carlos A. Ordóñez-Parra. (en cours)

Couverture : Rafflesia arnoldii. Image: Luke Triton / Wikimedia Commons