Les shiikuwasha ont une valeur commerciale importante à Okinawa et sont utilisés pour créer de nombreux produits différents. À Okinawa, Oogimi et Katsuyama sont la plus grande zone de production d'agrumes d'Okinawa. Cette image montre des produits de Katsuyama. Crédit :Katsuyama Shiikuwasha Co., Ltd.
- Les agrumes de la famille des mandarines ont une valeur commerciale importante, mais l'origine de leur diversité reste un mystère
- Les chercheurs ont analysé les génomes des variétés d'Asie de l'Est et ont découvert un deuxième centre de diversité dans les îles Ryukyu, ainsi que le centre précédemment connu dans les montagnes du sud de la Chine
- Ils ont découvert une nouvelle espèce d'agrumes originaire d'Okinawa qui est apparue il y a environ deux millions d'années lorsque l'archipel des Ryukyu s'est déconnecté de l'Asie continentale
- D'autres agrumes d'Okinawa et du Japon continental, dont le shiikuwasha et le tachibana, sont des hybrides de cette espèce sauvage récemment découverte avec différentes variétés d'Asie continentale
- Cette recherche peut avoir des implications commerciales et ouvre la possibilité de créer des hybrides supplémentaires avec des caractéristiques favorables
Les agrumes de la famille des mandarines sont appréciés dans le monde entier pour leurs caractéristiques savoureuses et saines. Au Japon, le minuscule shiikuwasha et le tachibana ornemental revêtent une importance culturelle et historique particulière. Cependant, l'origine de ces deux variétés, et d'autres agrumes d'Asie de l'Est, a toujours été un mystère jusqu'à présent.
Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Communications , des scientifiques de l'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) et des collaborateurs d'autres instituts ont analysé 69 génomes de la famille des mandarins d'Asie de l'Est, aux côtés de leurs parents d'Asie continentale, pour révéler une longue histoire d'isolement, longue- voyages à distance et hybridation.
Les shiikuwasha ont une valeur commerciale importante à Okinawa et sont utilisés pour créer de nombreux produits différents. À Okinawa, Oogimi et Katsuyama sont la plus grande zone de production d'agrumes d'Okinawa. Cette image montre des produits d'Oogimi. Crédit :Hidekazu Sumi
L'histoire commence dans la province du Hunan, dans le sud de la Chine, qui est le centre de la diversité des mandarines sauvages et la source génétique des mandarines les plus connues. Lorsque les scientifiques ont réanalysé les données génomiques précédemment publiées, ils ont découvert de manière inattendue que les mandarines sauvages de cette région montagneuse sont divisées en deux sous-espèces.
"Nous avons découvert qu'une de ces sous-espèces de mandarines peut produire une progéniture génétiquement identique à la mère", a déclaré le Dr Guohong Albert Wu, collaborateur de recherche au Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie. "Comme beaucoup d'autres plantes, les agrumes sauvages se reproduisent généralement lorsque le pollen du père se combine avec l'œuf de la mère, mélangeant les gènes des deux parents dans la graine. Mais nous avons trouvé une sous-espèce de mandarines sauvages de Mangshan, dans le sud de la Chine, où la graine contient une copie identique de l'ADN de la mère sans aucune contribution du père. Ainsi, la graine devient un clone de l'arbre mère."
Une fleur de shiikuwasha photographiée à Ōgimi, Okinawa. Les chercheurs ont découvert que cette plante bien connue est à la fois un hybride et un clone. Crédit :Dr Chikatoshi Sugimoto
De retour à Okinawa, les chercheurs ont examiné plus attentivement un étrange agrume ressemblant au shiikuwasha qui produit de petits fruits acides et avait été ignoré par les agriculteurs locaux car il avait peu de valeur commerciale. À leur grande surprise, ils ont découvert que cet étrange agrume représentait une espèce jusque-là non décrite, qu'ils ont nommée mandarine Ryukyu ou, plus formellement, Citrus ryukyuensis . Et contrairement au célèbre shiikuwasha, qui se reproduit par clonage (comme la sous-espèce de Mangshan), la nouvelle espèce se reproduit toujours par voie sexuée.
Remarquablement, les chercheurs ont découvert que tous les shiikuwasha sont des hybrides d'un type très spécifique - un parent est de l'espèce locale Ryukyuan et l'autre, de l'Asie continentale. Étonnamment, tous les shiikuwasha ont le même parent mandarin continental, ce qui signifie que tous les shiikuwasha sont des demi-frères et sœurs.
Ils ont conclu qu'il y a des dizaines de milliers d'années, un mandarin d'Asie continentale a été transporté, soit par des personnes, soit par des méthodes naturelles, vers la terre qui allait devenir les îles Ryukyu. Là, il s'accouplait avec les agrumes natifs Ryukyu. Les chercheurs ont retracé l'ascendance de cette mandarine d'Asie continentale jusqu'à Mangshan, où elle a acquis sa capacité à se reproduire de manière asexuée. Cette capacité a été transmise à ses enfants.
Ainsi, toutes les variétés de shiikuwasha trouvées sur les marchés d'Okinawa aujourd'hui sont issues de cet accouplement et se reproduisent de manière asexuée, permettant à des variétés stables comme le shiikuwasha doré de se propager de génération en génération.
Et qu'en est-il du tachibana et des autres variantes de mandarines d'Asie de l'Est ?
"Ce sont tous des hybrides !" a expliqué le Dr Chikatoshi Sugimoto, chercheur postdoctoral à l'unité de génétique moléculaire de l'OIST. "La lignée tachibana semble également descendre de l'espèce Ryukyu nouvellement décrite et d'un autre mandarin de Chine, mais son lieu de naissance était probablement ce qui est maintenant le Japon continental."
Une fois qu'ils ont vu le modèle génétique du shiikuwasha et du tachibana, les chercheurs ont également reconnu une autre famille de demi-frères comprenant divers types traditionnels de Ryukyuan - oto, kabuchii, tarogayo et d'autres agrumes sans nom. Cette famille, que les chercheurs ont appelée « yukunibu » (agrumes aigres dans la langue maternelle d'Okinawa), est beaucoup plus jeune que les shiikuwasha et les tachibana. Il est né lorsque le célèbre kunenbo - également le père des mandarins satsuma - s'est hybride avec le mandarin natif Ryukyu. Kunenbo a été amené à Okinawa depuis l'Indochine il y a environ 4 à 500 ans par le commerce maritime. Comme les parents continentaux de shiikuwasha et de tachibana, il était également capable de se cloner par graines, en raison de sa lointaine ascendance Mangshan, et il a transmis ce trait à ses enfants.
"Il est fascinant de comprendre l'histoire de la diversification des mandarines et sa relation avec la biogéographie de la région", a conclu le professeur Dan Rokhsar, chercheur principal de l'unité de génétique moléculaire de l'OIST. « Mais cela pourrait aussi avoir une valeur commerciale. Quels autres types éventuellement hybrides existe-t-il ? Pourrions-nous créer de nouveaux hybrides plus résistants aux maladies ou à la sécheresse, ou avoir d'autres caractéristiques souhaitables ? En examinant le passé, nous pouvons créer toutes sortes de possibilités pour l'avenir. »
Référence :« Diversification of mandarin citrus by hybrid speciation and apomixis » par Guohong Albert Wu, Chikatoshi Sugimoto, Hideyasu Kinjo, Chika Azama, Fumimasa Mitsube, Manuel Talon, Frederick G. Gmitter Jr. et Daniel S. Rokhsar, 26 juillet 2021, Nature Communications .
DOI :10.1038/s41467-021-24653-0
Pour démêler cette diversité, les chercheurs ont travaillé en étroite collaboration avec l'industrie et des particuliers à Okinawa, notamment le centre de recherche agricole de la préfecture d'Okinawa, la branche de Nago, Katsuyama Shiikuwasha et l'agriculteur local, Hiroshi Kobashigawa.
