L'églantier (Rosa canina), une espèce de rose sauvage, possède un génome pentaploïde à 35 chromosomes. Bien qu'il possède un nombre impair de chromosomes, il peut se reproduire sexuellement grâce à une forme unique de division cellulaire appelée « méiose de Canina ». Dans ce mécanisme, seuls deux lots de chromosomes subissent une division méiotique classique, tandis que les 21 autres sont conservés de manière asymétrique par l'ovule. La fécondation de l'ovule tétraploïde par le pollen haploïde donne naissance à une descendance pentaploïde. Le mécanisme sous-jacent à cette méiose asymétrique observée chez l'églantier était jusqu'alors inconnu. Une étude récente a révélé que la taille des centromères joue un rôle déterminant dans la formation des paires de chromosomes. Les chromosomes à petit centromère s'apparient et se divisent symétriquement, tandis que ceux à grand centromère restent non appariés et sont conservés par l'ovule. Cette découverte est importante pour l'amélioration des plantes, car des modifications appropriées de la taille des centromères permettraient d'obtenir la transmission d'un chromosome désiré.
Le nombre de chromosomes chez la progéniture doit rester identique à celui des parents pour assurer la continuité et l'intégrité du patrimoine génétique. Pour ce faire, les gonades de la plupart des animaux et des plantes supérieurs subissent une division cellulaire méiotique symétrique, produisant des gamètes haploïdes contenant un nombre égal de chromosomes (n), de sorte que le nombre diploïde initial (2n) est restauré dans le zygote après la fécondation de l'ovule par le gamète mâle. Par exemple, l'homme possède 23 paires (2n = 46) de chromosomes. La division méiotique des gonades produit symétriquement des ovules et des spermatozoïdes haploïdes (n = 23), de sorte que le nombre diploïde initial (2n = 46) est restauré dans le zygote après la fécondation. C'est le cas de la plupart des espèces végétales et animales à reproduction sexuée. Elles possèdent un nombre pair de chromosomes. Cependant, la reproduction sexuée de l'églantier est unique.
L'églantier (Rosa canina), espèce commune de rosier grimpant sauvage, possède un génome pentaploïde : il possède cinq jeux de chromosomes, chacun comptant sept chromosomes. La plante possède un nombre impair de chromosomes, soit 7 au total. Pourtant, elle peut se reproduire sexuée grâce à une forme asymétrique de division cellulaire méiotique appelée « méiose canine », où seuls deux jeux (= 35) de chromosomes forment des bivalents et subissent une division méiotique régulière, tandis que les autres (= 14) sont conservés par l'ovule.
Lors de la méiose chez l'églantier, certains chromosomes restent non appariés (univalents) tandis que d'autres s'apparient (bivalents). Les chromosomes non appariés sont éliminés lors de la spermatogenèse, ce qui donne un grain de pollen haploïde ne contenant que les chromosomes dérivés des bivalents. En revanche, lors de l'ovogenèse, l'ovule reçoit un jeu de chromosomes dérivés des bivalents et la totalité des 21 chromosomes non appariés, ce qui le rend tétraploïde. La fécondation de cet ovule tétraploïde par le pollen haploïde (porteur des chromosomes dérivés des bivalents) restaure le génome pentaploïde (5n) chez la descendance. Ainsi, la descendance de l'églantier est majoritairement clonale et se reproduit en partie par voie sexuée. Ce mode de reproduction unique est connu depuis un siècle, mais son mécanisme restait inconnu.
Dans une étude récente, des chercheurs ont étudié le transport ciblé des chromosomes non appariés dans les ovules lors de l'ovogenèse chez l'églantier. Ils ont constaté une implication de la taille des centromères des chromosomes. Les plus grands centromères ont été principalement trouvés dans les chromosomes non appariés, tandis que les centromères formant des chromosomes bivalents étaient enrichis en rétrotransposons. Des données suggèrent que la taille du centromère d'un chromosome détermine si le chromosome formera un chromosome bivalent ou restera non apparié pour être conservé dans l'ovule lors de l'ovogenèse asymétrique. Les chromosomes à centromères de petite taille forment des chromosomes bivalents et subissent une division symétrique, tandis que ceux à centromères de grande taille restent non appariés et sont conservés de manière asymétrique dans l'ovule. Ceci est important pour la sélection végétale, car une modification appropriée de la taille des centromères permettrait l'hérédité du chromosome souhaité.
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Références:
- Lunerová J., et al. 2020. La méiose canine asymétrique s'accompagne de l'expansion d'un satellite péricentromérique dans les chromosomes univalents non recombinants du genre Rosa. Annals of Botany, volume 125, numéro 7, 4 juin 2020, pages 1025–1038, publié le 25 février 2020. DOI : https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. et al. Les centromères bimodaux des rosiers pentaploïdes éclairent leur méiose unique. Nature (2025). Publié le 18 juin 2025. DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Max-Planck-Gesellschaft. SURVIVRE : La reproduction apparemment impossible des églantiers repose sur une astuce centromérique. Publié le 18 juin 2025. Disponible sur https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
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