Les Alismatales | Jardin Botanique de Genève

Les Alismatales constituent l’un des ordres les plus diversifiés de plantes à fleurs. Ils regroupent l’ensemble des angiospermes marines ainsi qu’une grande variété d’espèces aquatiques, terrestres et épiphytes présentes dans les forêts tropicales et tempérées.

À ce titre, les Alismatales sont un modèle d’étude privilégié pour comprendre les dynamiques évolutives à l’origine de la diversité morphologique et écologique des angiospermes. Elles jouent également un rôle écologique essentiel, notamment dans les écosystèmes aquatiques où elles contribuent à la qualité de l’eau, au stockage du carbone et de l’azote à un rythme supérieur à celui des forêts tropicales, ainsi qu’au maintien de nombreuses espèces animales.

De nombreuses espèces d’Alismatales sont aujourd’hui menacées ou en voie de disparition, leurs habitats étant particulièrement exposés aux effets du changement climatique et des pressions humaines. A titre d’exemple, 60% des 49 espèces d’Alismatales présentes en Suisse sont menacées, contre 25% de l’ensemble des plantes vasculaires.

Dans ce contexte, l’accès à des données génétiques robustes est déterminant pour évaluer l’état des populations et orienter efficacement les stratégies de conservation. Or les kits de captures de gènes existants – comme le kit Angiospèrme353 – présentent certaines limites chez les Alismatales, rendant indispensable le développement d’un kit dédié.

«Le développement d’un kit de capture dédié aux Alismatales constitue une avancée majeure pour explorer leur diversité génétique. En fournissant des données génomiques à haute résolution, il ouvre de nouvelles perspectives pour la reconstruction de leur histoire évolutive, la révision de leur taxonomie et la mise en œuvre de mesures de conservation.»

Charles Pouchon, Adjoint scientifique

Objectifs et méthodologie

Tiges vertes poussant dans une zone humide

Afin de répondre à ces enjeux, ce projet vise à développer et valider – à l’aide d’outils bioinformatiques – un kit génétique capable de séquencer simultanément des centaines de gènes nucléaires communs à l’ensemble des espèces d’Alismatales.

Les données produites laboratoire de phylogénie et génétique moléculaire permettront de réaliser des études phylogénomiques à haute résolution, favorisant une identification précise des espèces et une meilleure compréhension de leur histoire évolutive, notamment celle des plantes aquatiques. Elles offriront également la possibilité d’évaluer la connectivité des populations, de détecter les espèces invasives et de surveiller l’érosion de la diversité génétique liée au changement climatique et à la dégradation des habitats.

En mettant à disposition de la communauté scientifique une méthode standardisée, performante et financièrement accessible pour les études génomiques, ce kit – ainsi que les données générées par ce projet – contribuera directement aux efforts de conservation des Alismatales et à la gestion des écosystèmes qui les abritent.

Résultats

Planche d'herbier avec des feuilles allongées et pressées

À partir de données transcriptomiques et génomiques déjà disponibles, nos équipes ont identifié 742 gènes nucléaires communs à l’ensemble des Alismatales.

Sur cette base, elles ont développé un kit de capture de gènes permettant d’isoler et de séquencer simultanément ces 742 gènes chez toutes les espèces de cet ordre.

Pour évaluer la portée et la robustesse de cet outil et accéder à une large part de la diversité des Alismatales, nos scientifiques s’appuient sur la richesse de nos collections vivantes et de notre herbier. Dans nos collections, 13 des 14 familles d’Alismatales sont en effet représentées, couvrant 137 genres et plus de 1’100 espèces distinctes.

Grâce à la méthode de séquençage ciblée qu’il utilise, ce kit est efficace sur les échantillons frais et sur les échantillons d’herbier, ce qui permet d’utiliser pleinement nos collections dans le cadre de ce projet. Ce travail fournira également une importante collection d’ADN de référence dédiée à cet ordre.

Le développement de cet outil représente une avancée majeure pour les études de taxonomie moléculaire, le suivi de la biodiversité et les actions de conservation.