Litchis frais.
Éclatants et savoureux, les litchis étaient si appréciés qu'ils n'ont pas été domestiqués une seule fois dans l'Antiquité, mais indépendamment dans deux régions différentes de Chine, selon une étude.
Ils sont épineux à l'extérieur, doux à l'intérieur et appréciés pour leurs coques roses emblématiques et leurs fruits nacrés et parfumés. Aux États-Unis, vous pourriez les rencontrer comme ingrédient savoureux dans le thé à bulles, la crème glacée ou un cocktail. Vous pouvez aussi les peler et les manger frais.
Les litchis sont cultivés en Chine depuis l'Antiquité, avec des archives de culture remontant à environ 2 000 ans. Les litchis frais faisaient l'objet d'un tel désir que sous la dynastie Tang, un empereur a mis en place un relais à cheval dédié pour livrer à la cour impériale les fruits des récoltes faites loin au sud.
Maintenant, les scientifiques ont utilisé la génomique pour scruter encore plus profondément l'histoire du litchi. Et ce faisant, ils ont découvert des informations qui pourraient également aider à façonner l'avenir de l'espèce.
"Le litchi est une culture agricole tropicale importante dans les Sapindaceae (érable et marronnier d'Inde), et c'est l'une des cultures fruitières les plus importantes sur le plan économique en Asie de l'Est, en particulier pour le revenu annuel des agriculteurs du sud de la Chine », déclare Jianguo Li, PhD, professeur à l'Université agricole de Chine du Sud. (SCAU) College of Horticulture et auteur principal de l'étude. « En séquençant et en analysant des variétés de litchi sauvages et cultivées, nous avons pu retracer l'origine et l'histoire de la domestication du litchi. Nous avons démontré que les cultivars à maturation extrêmement précoce et tardive étaient dérivés d'événements de domestication humaine indépendants dans le Yunnan et le Hainan, respectivement. »
De plus, "Nous avons identifié une variante génétique spécifique, une étendue supprimée de matériel génétique, qui peut être développée comme un simple marqueur biologique pour le criblage de variétés de litchi avec différentes périodes de floraison, contribuant de manière importante aux futurs programmes de sélection", ajoute Rui Xia, PhD, professeur dans le même collège à SCAU et un autre auteur principal de la recherche.
"Comme un puzzle, nous reconstituons l'histoire de ce que les humains ont fait avec le litchi", déclare Victor Albert, PhD, biologiste de l'évolution à l'Université de Buffalo, également auteur principal de l'étude. "Ce sont les principales histoires que nos recherches racontent :les origines du litchi, l'idée qu'il y avait deux domestications distinctes et la découverte d'une délétion génétique qui, selon nous, fait que différentes variétés fructifient et fleurissent à des moments différents."
L'étude sera publiée aujourd'hui (3 janvier 2022) dans Nature Genetics . Il a été dirigé par SCAU en collaboration avec une grande équipe internationale de Chine, des États-Unis, de Singapour, de France et du Canada.
Les auteurs principaux sont Rui Xia, Jianguo Li et Houbin Chen de SCAU; Ray Ming de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign; et Victor Albert de l'UB. Les premiers auteurs sont Guibing Hu, Junting Feng, Chengming Liu et Zhenxian Wu de SCAU; Xu Xiang de l'Académie des sciences agricoles du Guangdong; Jiabao Wang de l'Académie chinoise des sciences agricoles tropicales; et Jarkko Salojärvi de l'Université technologique de Nanyang.
Un fruit tant aimé, il a été domestiqué plus d'une fois
Pour mener l'étude, les scientifiques ont produit un "génome de référence" de haute qualité pour un cultivar de litchi populaire appelé "Feizixiao", et ont comparé son ADN à celui d'autres variétés sauvages et d'élevage. (Tous les cultivars appartiennent à la même espèce, Litchi chinensis ).
La recherche montre que le litchi, Litchi chinensis , a probablement été domestiqué plus d'une fois :les litchis sauvages sont originaires du Yunnan, dans le sud-ouest de la Chine, se sont répandus à l'est et au sud jusqu'à l'île de Hainan, puis ont été domestiqués indépendamment dans chacun de ces deux endroits, selon l'analyse.
Au Yunnan, on a commencé à cultiver des variétés à floraison très précoce et à Hainan, des variétés à floraison tardive qui portent des fruits plus tard dans l'année. Finalement, le croisement entre les cultivars de ces deux régions a conduit à des hybrides, y compris des variétés, comme "Feizixiao", qui restent extrêmement populaires aujourd'hui.
Le moment exact de ces événements est incertain. Par exemple, l'étude suggère qu'une étape importante, la scission évolutive entre L. chinensis les populations du Yunnan et du Hainan, qui ont eu lieu avant la domestication, pourraient avoir eu lieu il y a environ 18 000 ans. Mais ce n'est qu'une estimation; d'autres solutions sont possibles. Pourtant, l'analyse offre un regard fascinant sur l'histoire évolutive des litchis et leur lien avec les humains.
Quand fleurira ce litchi ? Un simple test génétique pourrait le dire
L'étude ajoute non seulement de nouveaux chapitres à l'histoire du litchi; il fournit également un aperçu approfondi de la période de floraison, un trait extrêmement important en agriculture.
"Les litchis à maturation précoce par rapport aux litchis à maturation tardive provenaient de différents endroits et ont été domestiqués indépendamment", explique Albert, PhD, professeur Empire Innovation de sciences biologiques à l'UB College of Arts and Sciences. "Ceci, en soi, est une histoire intéressante, mais nous voulions aussi savoir ce qui cause ces différences :pourquoi ces variétés fructifient et fleurissent à des moments différents ?"
En comparant l'ADN de nombreuses variétés de litchis, l'équipe a identifié une variante génétique qui pourrait être utilisée pour créer un test simple permettant d'identifier les plants de litchis à floraison précoce et tardive.
La variante est une délétion - un morceau d'ADN manquant - qui se trouve à proximité de deux gènes associés à la floraison et peut aider à contrôler l'activité de l'un ou des deux.
Les cultivars du Yunnan qui fleurissent très tôt ont la délétion, l'héritant des deux parents. Les variétés de Hainan qui mûrissent tardivement ne l'ont pas du tout. Et Feizixiao - un hybride avec des quantités presque égales d'ADN de chacune des deux populations régionales - est "hétérozygote" pour la suppression, ce qui signifie qu'il n'a qu'une seule copie héritée d'un parent. Cela a du sens, car Feizixiao fleurit tôt, mais pas extrêmement tôt.
« C'est très utile pour les éleveurs. Parce que le litchi est périssable, les périodes de floraison ont été importantes pour prolonger la saison pour laquelle le litchi est disponible sur les marchés », explique Albert.
Le séquençage du génome du litchi n'est que le début
L'équipe de SCAU a lancé l'étude du génome du litchi dans le cadre d'un projet plus vaste qui espère élargir considérablement ce que nous savons sur l'ADN d'importantes plantes à fleurs au sein de la même famille, Sapindaceae .
"Sapindacées est une grande famille qui comprend de nombreuses plantes économiquement importantes », explique Xia. "Jusqu'à présent, seuls quelques-uns d'entre eux, dont le litchi, le longane, le ramboutan, le corne jaune et l'érable, ont eu leur génome complet séquencé."
"Nous, le Collège d'horticulture de la SCAU, travaillons sur un vaste projet collaboratif de séquençage de plus de Sapindaceae espèces originaires de Chine et d'importance économique, telles que le ramboutan, le sapindus (soapberries) et la liane ballon, visant à des enquêtes génomiques comparatives larges et approfondies pour Sapindaceae génomique », ajoute Xia. "Les principaux intérêts de recherche seront la floraison, le métabolisme secondaire menant aux saveurs et aux parfums, le développement des fleurs et des fruits, entre autres."
Référence :"Deux haplotypes divergents d'un génome de litchi hautement hétérozygote suggèrent des événements de domestication indépendants pour les cultivars à maturation précoce et tardive" par Guibing Hu, Junting Feng, Xu Xiang, Jiabao Wang, Jarkko Salojärvi, Chengming Liu, Zhenxian Wu, Jisen Zhang, Xinming Liang, Zide Jiang, Wei Liu, Liangxi Ou, Jiawei Li, Guangyi Fan, Yingxiao Mai, Chengjie Chen, Xingtan Zhang, Jiakun Zheng, Yanqing Zhang, Hongxiang Peng, Lixian Yao, Ching Man Wai, Xinping Luo, Jiaxin Fu, Haibao Tang , Tianying Lan, Biao Lai, Jinhua Sun, Yongzan Wei, Huanling Li, Jiezhen Chen, Xuming Huang, Qian Yan, Xin Liu, Leah K. McHale, William Rolling, Romain Guyot, David Sankoff, Chunfang Zheng, Victor A. Albert, Ray Ming, Houbin Chen, Rui Xia et Jianguo Li, 3 janvier 2021, Nature Genetics .
DOI :10.1038/s41588-021-00971-3
