Les plantes produisent des mélanges complexes de métabolites aux structures diverses, dont beaucoup ont été recrutés au cours de l’évolution en tant que boucliers chimiques et/ou signaux définissant les interactions des plantes avec d’autres organismes. La plus grande partie de cette chémodiversité des plantes, prédite pour regrouper entre 100 000 et 1 million de structures chimiquement uniques, provient de variations dans les métabolites spécialisés, également appelés SM (pour « specialized metabolites »). Cependant, contrairement aux études de phylogénomique végétale qui ont prospéré grâce à la publication croissante de génomes annotés et de pipelines de génomique comparative établis, l’étude de l’évolution de la chémodiversité des plantes a pris beaucoup de retard en raison du manque d’outils standardisés.
Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances, l’équipe dirigée par Emmanuel Gaquerel a développé une nouvelle approche de métabolomique permettant de déduire la diversification de ces SM végétaux. L’étude s’appuie sur des concepts élaborés par l’équipe dans le cadre d’une précédente publication dans Science Advances, ainsi que sur un ensemble de nouveaux outils bioinformatiques en libre accès, incluant la plus grande base de données spectrales in silico comprenant plus d’1 million de structures. En appliquant ces outils à l’étude de 20 espèces de Nicotiana, les auteurs ont créé et exploité une cartographie multi-tissulaire inédite de la diversité des SM dans ce genre. Afin d’illustrer leur nouvelle approche, les auteurs ont disséqué plus en détail la trajectoire évolutive des N-acylnornicotines, considérés comme des innovations défensives clés chez certaines espèces du genre Nicotiana dans la course aux armements contre des herbivores spécialisés. Les données en accès libre et la large gamme d’approches intégratives issues de ce travail de recherche fournissent un cadre essentiel pour relancer les études sur la chémodiversité des plantes.
