L’arôme et le gout de la tomate, une vieille histoire

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La tomate (Solanum lycopersicum) est un fruit originaire du nord de l’Equateur produit dans le monde entier (177 millions de tonnes en 2016). Il existe une multitude de cultivars mais malheureusement la tomate produite massivement n’a pas ou peu de goût ni d’odeur. C’est le résultat d’une longue sélection qu remonte à l’Empire aztèque. Durant ce processus, la tomate d’origine requérant une pollinisation croisée a perdu ce caractère et s’auto-pollinise (voir un prochain billet à ce sujet) dans la plus grande majorité des cultivars commerciaux contemporains. Et ce n’est pas anecdotique car l’auto-pollinisation induit une uniformisation génétique ainsi qu’une décroissance du polymorphisme et en particulier la quasi disparition de nombreux gènes. La conséquence première est donc une perte de goût, de saveur et d’odeur du fruit.

Pour reprendre une image utilisée pour les hommes de Neandertal par le Professeur Jean-Jacques Hublin considérez un sac de billes de 15 couleurs différentes. Plongez la main dans ce sac. Statistiquement vous aurez alors dans votre main huit billes, disons de 5 couleurs différentes. Reconstituez un nouveau sac de billes avec le même nombre de billes que le sac initial avec seulement ces 5 couleurs et recommencez l’opération. Voilà une illustration de la sélection qui s’est opérée avec les tomates et bien d’autres plantes maintenant cultivées industriellement : une perte de la diversité génétique par sélections successives.

Une équipe de biologistes de l’Agricultural Research Service à Ithaca, NY sous la direction du Docteur James Giovannoni a identifié la cause de cette perte de goût de la tomate. Le cultivar Heinz 1706 avait été utilisé auparavant pour réaliser la séquence totale de l’ADN du fruit. Cet ADN contient 35768 gènes codants pour des protéines. Or il s’est trouvé que cet ADN de référence contenait 272 gènes que l’on ne retrouve dans aucune solanacée. Il s’agissait donc de contaminations. Après élimination de ces gènes contaminants d’autres ADNs provenant d’ancêtres de la tomate moderne furent inclus dans cette étude provenant de l’Equateur, du Pérou et de l’Amérique centrale. Il apparut qu’au cours de la sélection un grand nombre de gènes avaient disparu ou n’étaient plus exprimés en arrivant à un total (non définitif) de 35942 gènes codants.

En séquençant les ADNs de 725 cultivars différents incluant les ancêtres de la tomate il apparut que 4873 gènes avaient été « oubliés » dans le séquençage du cultivar Heinz 1706, ça fait beaucoup …

La découverte la plus significative de cette étude en profondeur est la présence dans les deux allèles du gène TomLoxC de différences notoires en amont de ces gènes au niveau de la région proche de leur promoteur. La comparaison entre les allèles de ce gène dans Solanum pimpinellifolium (l’ancêtre de la tomate) et dans S. lycopersicum (la tomate moderne) a finalement indiqué que moins de 2 % des cultivars modernes de S. lycopersicum étaient capables d’exprimer correctement le gène TomLoxC. Or l’enzyme codé par ce gène confère justement le goût et l’odeur caractéristiques de la tomate. Il s’agit d’une lipoxygénase qui, à partir de lipides lourds, permet la synthèse d’acides légers dont les esters qui en dérivent confèrent l’arôme et le gout caractéristiques des tomates. Or ce gène particulier existe dans 91 % des tomates ancestrales dont l’ADN a été étudié au cours de cette étude.

Cette somme incroyable de travail va permettre aux biologistes de réintroduire au moins ce gène dans les cultivars modernes mais aussi de se pencher sur ces 4873 autres gènes non identifiés jusqu’ici. De plus le gène TomLoxC est impliqué dans la synthèse des caroténoïdes, précurseurs de la vitamine A, et il y a tout lieu de penser que la tomates du futur, modifiée en réintroduisant ces gènes « oubliés » au cours du long processus de sélection, retrouveront leurs qualités organoleptiques originelles et rendre à la tomate son statut de fruit, car la tomate est un fruit et non pas un légume …

Source : Agricultural Research Service news letters