( À l’intérieur de la science) Lem Les citrons sont connus pour leur goût aigre qui plisse le visage. Maintenant, les scientifiques ont découvert les gènes mystérieux derrière cette acidité, de nouvelles découvertes qui pourraient aider les agriculteurs à élever des oranges, des citrons, des citrons verts, des pamplemousses et d’autres agrumes plus sucrés.
La plus ancienne référence connue aux agrumes remonte à environ 2200 av.J.-C., lorsque des hommages de mandarines et de pomélos enveloppés dans des soies ornementales ont été présentés à la cour impériale de Yu le Grand en Chine. Plus d’agrumes sont maintenant cultivés que tout autre type de fruit dans le monde; par exemple, en 2014, les Américains consommaient environ 35,6 kilogrammes d’agrumes par personne, selon le Centre de ressources en marketing agricole.
Les agrumes sont connus pour leur acidité. Le goût acide d’un fruit dépend des compartiments des cellules végétales appelés vacuoles, qui sont acides car des ions hydrogène chargés positivement (essentiellement des protons) y sont pompés. Chez la plupart des espèces végétales, ces vacuoles ne sont que légèrement acides par rapport au reste des entrailles de la cellule. Ce fut longtemps un mystère comment les vacuoles d’agrumes sont devenues extrêmement acides.
La nouvelle découverte concernant les agrumes a commencé avec des parents éloignés des agrumes, les pétunias. L’équipe du mari et de la femme Ronald Koes et Francesca Quattrocchio, généticiens moléculaires à l’Université d’Amsterdam, et leurs collègues ont découvert que des versions mutantes de gènes connus sous le nom de PH1 et PH5 pouvaient modifier la couleur des fleurs en hyperacidifiant leurs pétales. « Les pétales avec des vacuoles plus acides sont rougeâtres; les pétales avec des vacuoles moins acides sont bleuâtres », a déclaré Quattrocchio.
Ces gènes ont produit des molécules appelées P-ATPases sur les membranes des vacuoles, augmentant le nombre de protons qui sont pompés dans les compartiments. On trouve des versions de ces gènes non seulement dans les plantes à fleurs, y compris les espèces sans pétales colorés, mais aussi dans les plantes sans fleurs, telles que les conifères.
La nature répandue de ces gènes d’acidité suggère qu’ils pourraient jouer un rôle au-delà de la couleur des fleurs. Cela a incité les scientifiques à explorer s’ils pouvaient être responsables du goût acide des agrumes. « Nous avons examiné la plante la plus acide à laquelle nous pouvions penser, les citrons », a déclaré Koes.
Les chercheurs ont étudié CitPH1 et CitPH5, les versions citronnées de ces gènes de pétunia. Ils ont découvert que ces gènes étaient très actifs dans les citrons aigres, les oranges, les pomelos et les limes de rangpur, mais beaucoup moins actifs dans les variétés d’agrumes « sans acide » au goût sucré, telles que les oranges de Lima et les limettes douces-au-moulin, en raison d’une variété de mutations gênantes. « Les gens verront ce travail comme une solution à un casse-tête qui existait depuis assez longtemps », a déclaré Quattrocchio.
Les tentatives précédentes d’isoler ces protéines derrière l’acidité des agrumes ont probablement rencontré des problèmes car ces molécules sont intégrées à l’intérieur des membranes et donc difficiles à purifier et à analyser, a déclaré Koes. De plus, la pompe complète est composée de dizaines de protéines et elle a tendance à s’effondrer lors de la purification, a-t-il ajouté. De plus, l’acide contenu dans les vacuoles d’agrumes détruirait lui-même de nombreuses tentatives d’examen de leurs membranes, a déclaré le physiologiste des plantes Lincoln Taiz de l’Université de Californie à Santa Cruz.
« C’est une découverte passionnante it cela explique pourquoi le fruit du citron est capable d’hyperacidifier la vacuole », a déclaré Taiz, qui n’a pas participé à cette recherche.
Ces résultats pourraient aider à accélérer la sélection de nouvelles variétés de fruits, a déclaré Koes. En analysant l’ADN des jeunes plants, les éleveurs peuvent un jour prédire la douceur ou l’acidité de leurs fruits « de nombreuses années avant que les arbres ne produisent des fruits que l’on pourrait examiner pour l’acidité ou le goût de la manière conventionnelle », a expliqué Koes.
Une telle amélioration de la reproduction n’est potentiellement pas limitée aux agrumes. « Par exemple, l’acidité des raisins de cuve pourrait varier pour créer différentes saveurs de vin », a déclaré Taiz. « Une autre application pourrait être de varier les couleurs des fleurs. »
De plus, il y a des indices que ces gènes sont liés à des parties clés du développement des plantes. « Nous les voyons actifs dans les cellules souches, et nous ne savons pas encore pourquoi », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Pamela Strazzer, généticienne moléculaire à l’Université d’Amsterdam.
Les scientifiques ont détaillé leurs résultats en ligne Fév. 26 dans la revue Nature Communications.
