Une étude de l’université de Kobe a découvert comment les plantes Balanophora, qui ne photosynthétisent pas et dont certaines se reproduisent de manière asexuée, parviennent à prospérer en tant que parasites sur les racines des plantes hôtes. Ces espèces insaisissables, cachées sous terre la majeure partie de leur vie, offrent de nouvelles perspectives sur l’évolution et le métabolisme des plantes. Les résultats mettent en lumière des réductions dramatiques de leurs génomes plastidiaux tout en maintenant des fonctions vitales.
Les plantes Balanophora représentent un extrême en biologie végétale, abandonnant la photosynthèse pour parasiter les racines des plantes hôtes afin d’obtenir des nutriments. Elles passent la majeure partie de leur vie sous terre, ne surgissant que pendant la saison de floraison dans des habitats forestiers humides. Certaines espèces ont même renoncé à la reproduction sexuelle, s’appuyant plutôt sur des moyens asexués pour produire des graines.
Kenji Suetsugu, botaniste à l’université de Kobe, a dirigé la recherche pour relier l’histoire évolutive, les changements plastidiaux et les adaptations écologiques chez ces plantes. « Mon objectif de longue date est de repenser ce que signifie vraiment être une plante », a déclaré Suetsugu. L’équipe a analysé les relations entre espèces et a constaté que tous les membres de Balanophora partagent un génome plastidial fortement réduit, un changement survenu probablement chez un ancêtre commun avant la diversification.
Malgré la réduction, les plastides restent essentiels. « Il est excitant de voir jusqu’où une plante peut réduire son génome plastidial, qui semble au premier abord sur le point de disparaître », a expliqué Suetsugu. « Mais en regardant de plus près, nous avons découvert que de nombreuses protéines sont encore transportées vers le plastide, montrant que, même si la plante a abandonné la photosynthèse, le plastide reste une partie vitale du métabolisme de la plante. »
La reproduction asexuée semble avoir évolué plusieurs fois, aidant à la colonisation à travers les îles du Japon continental via Okinawa jusqu’à Taïwan. « Au cours de la dernière décennie, j’ai étudié la pollinisation de Balanophora et la dispersion des graines où les grillons-chameaux et les cafards jouent un rôle inattendu, mais j’ai aussi remarqué que la production de graines asexuées assurait souvent la reproduction quand les partenaires ou les pollinisateurs étaient rares », a noté Suetsugu.
L’étude, publiée dans New Phytologist, a été menée avec des collaborateurs de l’Okinawa Institute of Science and Technology et de l’Université de Taipei. Le financement provient de la Japan Society for the Promotion of Science (subvention 23K14256), du Human Frontier Science Program (subvention RGEC29/2024), de la Japan Science and Technology Agency (subventions JPMJPR21D6, JPMJFR2339) et du National Science and Technology Council de Taïwan (subvention 109-2311-B-845-001). Suetsugu prévoit de poursuivre avec des travaux reliant ces connaissances génomiques à une analyse biochimique des fonctions plastidiales soutenant la croissance parasitaire.