La recombinaison chromosomique lors de la méiose avant la reproduction sexuée permet les échanges de gènes augmentant la diversité génétique dans la descendance. Les chercheurs ont identifié un gène, TaZip4-B2, qui code pour une protéine permettant d’augmenter cette recombinaison d’un facteur 6.
Chez le blé le comportement méiotique des chromosomes homéologues est régulé par le locus Ph1 correspondant principalement au gène TaZip4-B2. Martin et al. (2021) ont évalué des mutants de ce gène pour comprendre comment la protéine régule les échanges entre homéologues.
La base de l’étude repose sur le fait que le mutant zip4-ph1d montre 2 fois moins de méiocytes anormaux que les autres mutants, sans jamais présenter de multivalents ce qui entraine la production de pollen normal et une fertilité similaire aux individus non mutés alors que les autres mutants produisent deux fois moins de grains.
Les auteurs ont mené une analyse approfondie des conséquences de la mutation sur le comportement méiotique des chromosomes homéologues en méiose. La mutation est localisée au niveau d’un résidu Alanine conservé chez toutes les espèces et substitué par une Valine (A167V). La protéine conserve sa fonctionnalité pour l’appariement des chromosomes homologues, mais sa conformation est modifiée au niveau d’un site interagissant avec l’axe chromatinien et les protéines induisant les crossovers. Chez des mutants haploïdes, la recombinaison entre chromosomes homéologues est multipliée par 6 comparativement au sauvage soit l’équivalent du mutant ph1b.
Les auteurs concluent que le gène TaZip4-B2 est bien un facteur majeur affectant la recombinaison en jouant deux rôles : la promotion de la synapse entre chromosomes homologues et la suppression des crossovers entre chromosomes homéologues.
Pierre Sourdille – Directeur de Recherche INRAE
Azahara C. Martín, Abdul Kader Alabdullah & Graham Moore, Scientific Reports 2021
