En 1923, Kathleen Blackburns a mis en évidence l'existence des chromosomes sexuels chez les plantes en étudiant Silene latifolia, quelques années après la découverte de ces chromosomes chez les animaux par Nettie Stevens. Ce n'est qu'en 2014 que le premier gène maître du déterminisme du sexe chez les plantes a été identifié, chez le plaqueminier.
X et Y, des chromosomes très complexes
Les chromosomes sexuels possèdent des régions non-recombinantes riches en séquences répétées, rendant leur séquençage extrêmement difficile. En 2003, six millions de dollars ont été investis pour séquencer 65 Mb du chromosome Y humain. En comparaison, le chromosome Y de S. latifolia atteint 550 Mb ! Cela fait de cette plante un véritable défi génomique.
Un siècle après la découverte de Blackburns, grâce aux instruments et à l'expertise du Genoscope, un consortium international a décodé ces chromosomes en utilisant une nouvelle technologie de lectures longues.
Lumière sur le déterminisme sexuel chez les plantes
Les chercheurs ont analysé des mutants aux phénotypes sexuels altérés (des hermaphrodites ou des asexués) qui présentaient des délétions sur le chromosome Y. Ils ont ainsi identifié les gènes impliqués dans le déterminisme du sexe qui étaient perdus chez ces mutants. Leurs travaux ont également révélé des réarrangements chromosomiques qui ont stoppé la recombinaison et favorisé l'accumulation de séquences répétées sur le Y et le X.
Ces avancées ouvrent de nouvelles perspectives pour l'agriculture, notamment en optimisant la production des plantes dioïques (espèce dont les fleurs unisexuées mâles (à étamines) et femelles (à pistil) sont portées par des pieds différents) telles que la vigne, le houblon ou le palmier-dattier. Identifier précocement le sexe des plantes permettrait d'améliorer leur rendement et leur culture. La manipulation des gènes du sexe pourrait aussi faciliter le contrôle des croisements et la création de variétés hermaphrodites autofertiles, augmentant ainsi l'efficacité agricole.