Bases moléculaires de la dioécie chez les palmiers. Direction F. Aberlenc / J. Kafer
Les chromosomes sexuels ont évolué à plusieurs reprises dans le vivant en particulier chez les plantes, en raison d’un grand nombre de transitions indépendantes vers des sexes séparés (dioécie). Bien que les chromosomes sexuels soient caractérisés par une région non recombinante sujette aux même processus dans chaque espèce, des avancées récentes ont montrées qu’il existe une large variété de taille, de divergence, de dégénérescence et de contenu génique, en particulier chez les plantes. Nous utilisons ici la famille des palmiers, qui présente plusieurs transitions vers la dioécie, pour étudier la dynamique de l’évolution des chromosomes sexuels. Nous avons développé une approche de génomique comparative basée sur le séquençage d’exome qui permet de comparer les gènes à une échelle évolutive intermédiaire dans des organismes non-modèles. Les chromosomes sexuels et les gènes liés au sexe sont détectés à l’aide d’une méthode probabiliste basée sur la génétique des populations combinée au taux d’hétérozygotie, au biais de couverture et à la divergence synonyme. En utilisant le génome de l’espèce modèle de palmier dioïque (Phoenix dactylifera, palmier dattier) comme référence, nous caractérisons ensuite les régions synténiques non recombinantes, leur niveau de divergence et la perte de gènes. Nous avons identifié des chromosomes XY chez 4 espèces appartenant à des lignées ayant évolué vers la dioécie indépendamment de celle du palmier dattier. Nos résultats révèlent un cas d’évolution convergente de chromosomes sexuels chez Kerriodoxa elegans, qui serait à notre connaissance, le premier décrit chez les plantes. Chez Trachycarpus fortunei, Borassus aethiopum et Borassus flabellifer, ce sont des régions génomiques différentes qui ont été à l’origine de chromosomes sexuels, ce qui suggère que des ensembles de gènes différents peuvent mener à la dioécie. Les régions non recombinantes sont globalement âgées, de petites tailles, peu divergentes et semblent peu dégénérées. Plusieurs gènes non recombinants possèdent des homologies avec des gènes impliqués dans de multiples voies d’unisexuation florale chez les angiospermes. On ignore actuellement si les changements fréquents de systèmes sexuels chez les palmiers limitent la divergence des chromosomes sexuels ou si cela est dû à d’autres mécanismes (ex, les turnovers, la sélection), mais des études plus approfondies sur les palmiers pourraient apporter un éclairage supplémentaire sur l’évolution du sexe et des chromosomes sexuels.
