Gynandropsis gynandra : Une culture pour l'avenir
Gynandropsis gynandra offre de la nutrition et de l'adaptabilité, favorisant la sécurité alimentaire dans les zones vulnérables.
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Table des matières
Plus de 250 000 types de plantes sont connus pour être comestibles, mais seulement 7 000 sont régulièrement consommées par les humains. En 1995, un petit nombre de cultures et d'animaux fournissaient la majorité de l'approvisionnement alimentaire mondial. Plus précisément, seulement douze cultures et cinq espèces animales contribuaient à 75 % de la nourriture mondiale. Sur toutes les calories consommées dans le monde, 60 % provenaient de trois céréales principales : le riz, le maïs et le blé. Cette forte dépendance à quelques espèces pour la nourriture a soulevé des inquiétudes sur le manque de variété en agriculture.
Ces dernières années, il y a eu un intérêt croissant pour des cultures moins connues, parfois appelées « cultures orphelines ». Cependant, certains experts débattent l'utilisation de ces termes. Du coup, des termes plus positifs comme « cultures d'opportunité » sont utilisés. Ces cultures peuvent être mieux adaptées aux conditions de culture locales, ce qui pourrait aider à garantir un approvisionnement alimentaire plus stable. Augmenter l'utilisation de ces cultures adaptées localement pourrait améliorer la sécurité alimentaire pour environ 10 % de la population mondiale qui souffre de malnutrition. En plus, ces cultures pourraient aider l'agriculture à résister aux conditions climatiques imprévisibles et aux changements climatiques qui mettent la pression sur les systèmes alimentaires dans le monde.
Les cultures négligées ou d'opportunité ont été cultivées localement mais souvent ignorées par la communauté agricole au sens large. Elles sont généralement riches en nutriments, capables de pousser dans des conditions difficiles, et souvent économiquement durables. Quelques exemples de cultures d'opportunité déjà utilisées incluent le quinoa et le millet perlé.
Gynandropsis gynandra : Une culture prometteuse
Une culture prometteuse est le Gynandropsis gynandra, aussi connu sous différents noms comme le chou Shona ou la plante araignée. Ce légume est couramment cultivé dans certaines parties de l'Afrique subsaharienne et de l'Asie. Il répond aux critères d'être nutritif, résistant au climat, disponible localement et économiquement viable. Le Gynandropsis gynandra a attiré l'attention pour son potentiel à améliorer la sécurité alimentaire en Afrique, grâce à ses bénéfices Nutritionnels et à sa capacité à résister au changement climatique.
Cette plante est riche en vitamine C et en β-carotène et contient de hauts niveaux de minéraux essentiels comme le phosphore, le potassium, le calcium, le fer et le zinc, ainsi que des composés bénéfiques comme les phénols et les flavonoïdes. Ses graines sont également riches en graisses saines et sont cultivées en Asie pour la production d'huile. De plus, des extraits des feuilles de Gynandropsis gynandra ont trouvé des applications médicinales, par exemple dans les traitements contre l'acné. Les feuilles sont aussi reconnues pour leur forte teneur en flavonoïdes, ce qui pourrait avoir des bienfaits pour la santé.
Le Gynandropsis gynandra pourrait aussi servir de modèle pour étudier un type spécifique de photosynthèse appelé photosynthèse C4. Des chercheurs l'ont utilisé pour examiner les facteurs génétiques qui contrôlent ce processus. Son génome a été séquencé, en faisant une ressource précieuse pour l'étude de la génétique des plantes et de l'évolution.
Cette plante est cultivée dans de nombreux climats différents à travers le monde. Les divers environnements ont entraîné une grande diversité génétique parmi les Populations de Gynandropsis gynandra. Des études génétiques ont montré des groupes distincts au sein de l'espèce provenant de différentes régions, comme l'Afrique de l'Ouest et l'Afrique de l'Est/Sud. Ces variations dans des traits comme la hauteur des plantes et le temps de floraison ont émergé en raison des pratiques de culture locales où les agriculteurs ont sélectionné des plantes avec des caractéristiques désirables.
Recherche sur Gynandropsis gynandra
Dans le cadre de recherches, deux populations de Gynandropsis gynandra ont été développées en 2018 et 2019 dans une université aux Pays-Bas. Ces populations, nommées Wag18 et Wag19, comprenaient des plantes d'origines malaisienne et malawienne. L'étude visait à évaluer divers traits pertinents pour l'agriculture liés à la teneur en vitamines, à la croissance et à la photosynthèse.
Les plantes ont poussé dans des conditions contrôlées, avec des températures et un éclairage spécifiques. Les chercheurs ont mesuré des caractéristiques comme la hauteur des plantes, la surface foliaire et le temps de floraison. Ils ont aussi évalué des traits de tige, y compris la couleur et la densité des structures ressemblant à des poils sur les tiges.
Les traits des feuilles ont été étudiés pour comprendre comment la structure de la plante affecte sa capacité à réaliser la photosynthèse C4. Les plantes C4 ont un trait spécialisé qui leur permet d'utiliser la lumière du soleil plus efficacement, notamment dans des environnements chauds ou secs.
Analyse génétique
Pour plonger plus profondément dans la composition génétique du Gynandropsis gynandra, les chercheurs ont analysé son ADN. Ils ont identifié des marqueurs génétiques spécifiques connus sous le nom de polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) pour étudier comment les variations génétiques sont liées à différents traits de la plante. Ces informations pourraient être cruciales pour améliorer la plante grâce à la sélection.
Ils ont évalué l'héritabilité, c'est-à-dire comment les traits sont transmis des parents aux descendants, dans les deux populations. Cela a été fait en comparant les traits des plantes mères avec ceux de la descendance. Les résultats ont montré des différences significatives entre les deux plantes mères pour des traits tels que la hauteur, le temps de floraison et la teneur nutritionnelle.
Les chercheurs ont créé des cartes de liaison pour visualiser la structure génétique de ces plantes. Ces cartes aident à identifier des régions du génome associées à des traits spécifiques, ce qui peut être utile pour des programmes de sélection visant à améliorer la plante.
Résultats liés à Gynandropsis gynandra
La recherche a révélé de nombreux éclaircissements importants concernant les populations de Gynandropsis gynandra. Par exemple, des variations génétiques significatives ont été identifiées pour divers traits, et les chercheurs ont localisé des QTL (loci de traits quantitatifs) affectant des traits tels que la hauteur des plantes, la surface foliaire et le temps de floraison. L'un des résultats notables a été l'identification de QTLs cohérents dans différentes populations. Ces marqueurs sont essentiels pour de futurs programmes de sélection visant à améliorer les traits de la culture.
De telles améliorations peuvent conduire à des rendements plus élevés, à un meilleur contenu nutritionnel et à une plus grande résilience aux stress climatiques. En utilisant ces QTLs, des programmes de sélection ciblés peuvent intégrer des traits désirables dans de nouvelles variétés de plantes. Cela ouvre la voie au Gynandropsis gynandra pour passer d'une culture négligée à une source alimentaire de base, particulièrement dans des régions où la sécurité alimentaire est un problème pressant.
Avantages de Gynandropsis gynandra
Le Gynandropsis gynandra offre de nombreux avantages en tant que culture. C'est un aliment dense en nutriments, fournissant des vitamines et minéraux essentiels qui peuvent améliorer les régimes alimentaires des populations dans des zones sous-alimentées. En augmentant la culture de cette espèce, la diversité alimentaire peut être améliorée, ce qui est essentiel pour la nutrition.
De plus, la capacité de la plante à pousser sous diverses conditions environnementales la rend adaptable aux climats changeants. Cette caractéristique peut être particulièrement importante face au changement climatique, qui pose un risque croissant pour les systèmes alimentaires dans le monde entier.
À mesure que l'intérêt pour l'agriculture durable grandit, le Gynandropsis gynandra se distingue comme une culture d'opportunité. La recherche indique son potentiel non seulement à améliorer la sécurité alimentaire, mais aussi à contribuer positivement aux économies locales en offrant aux agriculteurs des options économiquement viables.
Conclusion
En conclusion, la recherche autour du Gynandropsis gynandra met en avant son rôle essentiel pour l'avenir de la sécurité alimentaire. Alors que le monde fait face à des défis croissants liés à la nutrition et au changement climatique, des cultures d'opportunité comme le Gynandropsis gynandra peuvent fournir des solutions pratiques. En se concentrant sur ces plantes moins connues, nous pouvons travailler vers un système agricole plus diversifié et résilient qui répond aux besoins d'une population croissante. Grâce à des efforts de recherche et de sélection continus, le Gynandropsis gynandra a le potentiel de devenir une culture de base, améliorant les régimes alimentaires et les moyens de subsistance dans des communautés vulnérables à travers le monde.
Titre: Identifying Agronomic, Nutrition and Leaf Vein Quantitative Trait Loci in the Orphan Crop Gynandropsis gynandra
Résumé: A sustainable food supply is vital for addressing the challenges of a growing global population and climate change. Gynandropsis gynandra, a nutritious C4 orphan crop native to Africa and Asia, thrives in low-input agricultural systems, making it a valuable candidate for future food security. This crop also serves as a model for studying C4 photosynthesis. However, research on its genetic improvement is limited. In this study, two mapping populations from diverse parental lines were used to identify Quantitative Trait Loci (QTL) linked to agronomically relevant traits like plant height, leaf area, flowering time, nutritional content, and photosynthesis. Fifteen QTL were identified, with two affecting both leaf size and flowering time across populations, which can be applied for marker assisted selection for crop improvement. Additionally, QTL linked to C4 photosynthesis provide insights into the genetic mechanisms behind this pathway. Overall, this research enhances the potential of G. gynandra as a climate-resilient crop. One sentence summaryLeveraging natural variation in Gynandropsis gynandra to identify QTL associated with important traits.
Auteurs: Conor J. C. Simpson, Dêêdi E. O. Sogbohossou, Gregory Reeves, M. Eric Schranz, Pallavi Singh, Julian M. Hibberd
Dernière mise à jour: 2024-09-29 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615607
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615607.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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