Avoine cultivée (Avène sativa) est une culture allohexaploïde qui aurait été domestiquée il y a plus de 3 000 ans alors qu’elle poussait comme mauvaise herbe dans les champs de blé, d’amidonnier et d’orge en Anatolie. L’avoine a une faible empreinte carbone, des avantages substantiels pour la santé et le potentiel de remplacer les produits alimentaires d’origine animale. Cependant, l’absence d’un génome de référence entièrement annoté a entravé les efforts visant à déconvoluer son histoire évolutive complexe et sa dynamique fonctionnelle des gènes.
Avoine (Avène sativa). Crédit photo : Hans Braxmeier.
L’avoine appartient aux Poacées, une famille de graminées économiquement importante qui comprend le blé, le riz, l’orge, le millet commun, le maïs, le sorgho et la canne à sucre.
Toutes les espèces de son genre, Avèneexistent dans la nature sous forme de diploïdes, de tétraploïdes et d’hexaploïdes et présentent la plus grande diversité génétique autour de la Méditerranée, du Moyen-Orient, des îles Canaries et de l’Himalaya.
Actuellement, l’avoine est une culture mondiale dont la production se classe au septième rang des céréales.
Par rapport à celle d’autres céréales, sa culture nécessite moins de traitements avec des insecticides, des fongicides ou des engrais.
L’avoine à grains entiers est une source saine d’antioxydants, d’acides gras polyinsaturés, de protéines et de fibres alimentaires telles que le bêta-glucane, qui est important dans les réponses glycémiques après les repas et pour prévenir les maladies cardiovasculaires.
Les céréales telles que le blé, l’orge et le seigle stockent de grandes quantités de protéines de gluten dans leur grain ; en revanche, l’avoine et le riz stockent des protéines globulaires dans leur grain.
“Le lait d’avoine est un produit de très haute qualité qui a bon goût et sert de substitut de lait végétalien”, a déclaré le Dr Martin Mascher, chercheur à l’Institut IPK Leibniz.
« Contrairement au blé et à l’orge, l’avoine est utilisée directement comme aliment. L’orge est utilisée pour le brassage, le blé pour la cuisson du pain, mais l’avoine, par exemple sous forme de flocons d’avoine, est encore très proche du grain d’origine.
Le génome de l’avoine est composé de trois sous-génomes qui ont été donnés par trois espèces sauvages de Avène au cours des 10 derniers millions d’années.
“Avène les espèces ont six ensembles de chromosomes avec plus de 80 000 gènes au total, alors que les humains n’ont que deux ensembles de chromosomes avec environ 20 000 gènes », ont déclaré les scientifiques.
“De plus, l’ordre des gènes le long des chromosomes est nettement moins trié que dans d’autres céréales, une quantité considérable de gènes ayant été déplacés entre les chromosomes, ce qui donne une architecture du génome en mosaïque.”
Dans le cadre de la recherche, ils ont produit une séquence de référence à l’échelle chromosomique du cultivar d’avoine Sang.
Ils ont également assemblé des pseudochromosomes de diploïdes Avène longue et tétraploïde Avène insulaire.
“Connaître une séquence du génome nous permet de mieux comprendre quels gènes sont responsables de quels traits”, ont déclaré les auteurs.
“Dans le cas de l’avoine, nous étions particulièrement intéressés à savoir pourquoi ils déclenchent moins d’allergies et d’intolérances par rapport aux céréales comme le blé ou le seigle.”
« Nous avons découvert que l’avoine contient moins de protéines qui correspondent au gluten du blé. Étant donné que ces protéines sont directement liées à la maladie coeliaque et aux intolérances au blé, l’avoine entraîne moins d’intolérances chez l’homme.
“Cela nous a permis de confirmer au niveau génomique que l’avoine sous sa forme pure convient à un régime sans gluten.”
“Par rapport aux autres céréales, l’avoine contient également une proportion beaucoup plus élevée de soi-disant bêta-glucanes”, ont-ils ajouté.
“Ces fibres alimentaires réduisent le cholestérol dans le sang et ont une influence positive sur les personnes atteintes de maladies métaboliques telles que le diabète de type 2.”
“Grâce à l’effort de séquençage, nous savons maintenant quels gènes sont responsables des bêta-glucanes bénéfiques pour la santé.”
Grâce aux nouvelles connaissances sur le génome de l’avoine, la sélection et la culture d’une avoine plus nutritive et durable peuvent maintenant être accélérées.
“Nous avons créé le potentiel d’une sélection ciblée, puisque nous sommes maintenant en mesure de dire quelles variétés d’avoine sont compatibles les unes avec les autres”, a déclaré le Dr Nick Sirijovski, chercheur à l’Université de Lund et à ScanOats.
“À ce stade, nous pouvons combiner des traits pour un profil de santé encore plus favorable, des rendements plus élevés, une meilleure résistance aux parasites et à la sécheresse, et surtout, en préparation au changement climatique.”
Les résultats paraissent dans la revue Nature.
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N. Kamal et al. Le génome de l’avoine en mosaïque donne un aperçu d’une culture céréalière particulièrement saine. Nature, publié en ligne le 18 mai 2022 ; doi : 10.1038/s41586-022-04732-y
