Charcosset, Alain

Tenaillon, Maud

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Les mélanges de variétés ont contribué à l’expansion
géographique mondiale d’une espèce cultivée, le maïs
Maud Tenaillon, Alain Charcosset
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Maud Tenaillon, Alain Charcosset. Les mélanges de variétés ont contribué à l’expansion géographique
mondiale d’une espèce cultivée, le maïs. 101 secrets de l’ADN, 2019. ￿hal-02345700￿
7.11 Des croisements entre variétés ont contribué à l’expansion géographique mondiale 
d’une espèce cultivée, le maïs  
Denis Faure, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette), Maud 
Tenaillon et Alain Charcosset, Génétique quantitative et Evolution (GQE, Gif-sur-Yvette)  
 
La domestication des plantes a souvent été suivie d’une expansion géographique des 
cultures, bien au-delà de leur aire d’origine. Dans le cas du maïs, l’étude des génomes de 
variétés anciennes permet de retracer comment de multiples croisements entre variétés 
adaptées aux climats du Nord et du Sud de l’Europe ont contribué à des innovations 
adaptatives importantes.  
La domestication des plantes constitue un des facteurs importants de propagation de la 
révolution néolithique. Il y a près de 9 000 ans, le maïs (Zea mays sous-espèce mays) a été 
domestiqué à partir des téosintes au Mexique sous un climat tropical. Le maïs a connu 
plusieurs phases d’expansion en Amérique du Nord et du Sud avec la sélection de variétés 
capables de vivre dans des régions au climat tempéré. À partir de la fin du XVe siècle, le maïs 
connaît plusieurs introductions en Europe. Le séquençage du génome de 67 lignées de maïs 
directement issues de variétés locales traditionnelles, cultivées en Europe et aux Amériques 
avant l’avènement des maïs hybrides, a permis de retracer l’histoire génétique du maïs en 
Europe. Il s’agissait ici de préciser l’origine des ancêtres et les évènements de croisements 
qui ont contribué à l’émergence des lignées européennes actuelles.  
Les séquences ADN des 67 lignées de maïs ont été comparées entre elles afin d’identifier les 
bases (A, T, G et C) différentes. Ces variations de l’ADN sont appelées SNP (single nuleotide 
polymorphism). Au total, plus de 22 millions de SNP ont été identifiés entre ces 67 lignées. La 
majorité des gènes du maïs présente au moins une variation SNP. Les variations génétiques 
ont permis d’identifier deux sources majeures du maïs en Europe : une première par 
l’introduction de variétés cultivées dans les Caraïbes et/ou au nord de l’Amérique du Sud qui 
partagent une proximité génétique forte avec les variétés cultivées en Espagne ; une 
seconde via la côte est de l’Amérique du Nord présentant une proximité génétique forte 
avec des variétés cultivées au nord de l’Europe (nord de la France et Allemagne). Les lignées 
de maïs actuellement cultivées dans les Pyrénées et l’Italie proviendraient de croisements 
entre ces deux sources. Un phénomène comparable a conduit aux variétés du Corn Belt sur 
le continent nord-américain. Environ 7 % de la variation génétique aurait été perdue au 
cours de ces introductions.     
Par ailleurs, l’ensemble de ces variations génétiques ont été analysées pour identifier des 
gènes qui pourraient expliquer l’adaptation du maïs au climat tempéré. Dans cet objectif, 
des analyses statistiques ont permis d’identifier des régions du génome qui différencient des 
lignées cultivées à différentes latitudes. En moyenne sur l’ensemble des comparaisons 
latitudinales, 155 gènes montrent des variations génétiques qui distinguent les lignées 
cultivées sous différents climats, tropicaux et tempérés. Parmi eux, les gènes ZCN8 et ZCN5 
sont associés au cycle de floraison chez le maïs. De telles variations génétiques auraient 
donc pu contribuer à l’ajustement de la date de floraison sous différents climats : plus 
précoce sous climat tempéré et plus tardive sous climat tropical. D’autres gènes associés à la 
réponse au stress hydrique, à la présence de pathogènes ou d’herbivores, mais aussi à la 
composition de l’amidon du grain de maïs ont été identifiés.  
Ce travail monte que le succès de l’introduction du maïs en Europe est porté par des 
croisements de diverses provenances américaines, et par la sélection de variations 
génétiques originales dont l’étude approfondie pourra aider à choisir les variétés les mieux 
adaptées aux climats à venir. 
Brandenburg J.T., Mary-Huard T., Rigaill G., Hearne S.J., Corti H., Joets J., Vitte C., Charcosset 
A., Nicolas S.D., Tenaillon M.I., « Independent introductions and admixtures have 
contributed to adaptation of European maize and its American counterparts », PLoS Genet. 
2017 Mar 16;13(3):e1006666.  
 
 Légendes des figures : 
Figure 1 : Le maïs nord-européen a pour origine des variétés nord-américaines (haut) tandis 
que le maïs sud-européen (bas) a une origine tropicale. Des hybridations répétées entre ces 
deux grands types de variétés ont conduit à l’émergence de variétés adaptées aux moyennes 
latitudes en Amérique du nord et en Europe (milieu gauche et droit, respectivement). Ces 
mélanges sont à l’origine d’innovations adaptatives. 
 
Figure 2 : Expansion géographique du maïs. Originaire du Mexique, le maïs a connu plusieurs 
phases d’expansion en Amérique du Nord et du Sud, puis deux principales voies 
d’introduction en Europe : une première (en rose) par l’introduction de variétés cultivées 
dans les caraïbes et l’Amérique du Sud, une seconde (en vert) par la côte est de l’Amérique 
du Nord. 


Les mélanges de variétés ont contribué à l’expansion géographique mondiale d’une espèce cultivée, le maïs

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Les mélanges de variétés ont contribué à l’expansion géographique mondiale d’une espèce cultivée, le maïs

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