Depuis plus d’un siècle, les pomiculteurs attachent les branches de pommiers lorsque les arbres sont jeunes, afin d’améliorer la productivité des cultures. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le mécanisme expliquant pourquoi la flexion des branches améliore les rendements, mais des études ont montré que cette pratique aide les pommiers à allouer plus de ressources telles que le carbone et d’autres nutriments à la croissance reproductive (floraison et fructification) qu’à la croissance végétative (branches et feuilles).

Dans de rares cas, les arbres sont connus pour pousser naturellement vers le bas.

La nouvelle étude, publiée en avant-première le 3 juillet dans la revue Physiologie végétalea identifié une variation, ou un allèle, de MdLAZY1A – un gène qui contrôle en grande partie la croissance pleureuse du pommier.

« Les résultats présentés dans cet article pourraient être utilisés pour faire pousser les cultivars de pommiers existants un peu vers le bas et/ou avec des branches plus étalées, afin qu’ils soient plus productifs et qu’ils permettent d’économiser sur les coûts de main-d’œuvre liés à l’attache des branches », a déclaré l’auteur principal Kenong Xu, professeur agrégé à la section horticulture de l’École de sciences végétales intégratives de Cornell AgriTech au Collège d’agriculture et des sciences de la vie.

La mutation est rare, survenant chez moins de 1% des arbres.

Maintenant que la mutation – une substitution d’un seul nucléotide au gène MdLAZY1A – a été identifiée, les phytogénéticiens pourraient utiliser la technologie d’édition de gènes CRISPR/Cas-9 pour développer des cultivars à croissance pleureuse, a déclaré Xu.

« Nous l’avons confirmé par de multiples études transgéniques », a déclaré Xu. « Nous avons mis cet allèle dans un cultivar de pomme royal gala standard et l’arbre a poussé vers le bas. »

Pour identifier le gène, les chercheurs ont utilisé une approche de « génétique directe », où ils ont examiné les traits observables chez plus de 1 000 descendants de cultivars pleureurs, et ont séparé ceux qui présentaient une croissance pleurante par rapport à une croissance normale. Ils ont ensuite utilisé des techniques avancées de séquençage génétique pour comparer les deux populations afin de localiser le déterminant génétique.

Laura Dougherty, Ph.D. ’19, ancien chercheur postdoctoral à Cornell et actuellement chercheur généticien au Service de recherche agricole du Département américain de l’agriculture, est le premier auteur de l’article. Les co-auteurs incluent Susan Brown, professeur à la section d’horticulture de l’École de science végétale intégrative (SIPS) de Cornell AgriTech, et Miguel Piñeros, professeur agrégé adjoint à la section de biologie végétale de SIPS.

L’étude a été financée par le programme de recherche sur le génome des plantes de la National Science Foundation.