White Paper Bagging Promotes Peel Coloration in ‘Mi Yu’ Passion Fruit by Upregulating Anthocyanin Biosynthetic Genes

Le fruit de la passion est une liane tropicale prisée pour son jus complexe et aromatique, mais sa valeur commerciale dépend souvent d'un seul indice visuel : la couleur de sa peau. Pour la variété hybride connue sous le nom de « Mi Yu », qui est un croisement entre le fruit de la passion pourpre et le jaune, une peau pourpre profonde et uniforme est le signe d'une haute qualité. Cependant, lorsque ces fruits mûrissent pendant les mois chauds de l'été, ils ne parviennent souvent pas à développer cette teinte désirable, restant fréquemment jaunes ou développant des couleurs irrégulières. Ce problème n'est pas seulement cosmétique ; il impacte directement le prix que les agriculteurs reçoivent et les décisions qu'ils prennent concernant le moment de la récolte. La couleur de la peau du fruit est déterminée par des pigments appelés anthocyanes, qui sont des composés hydrosolubles donnant à de nombreux fruits leurs nuances rouges, pourpres et bleues. La production de ces pigments est un processus biologique piloté par des gènes spécifiques, mais elle est également très sensible à l'environnement. Des facteurs tels que la lumière et la température peuvent soit encourager, soit supprimer la création de ces couleurs, ce qui signifie que le même fruit peut paraître très différent selon les conditions dans lesquelles il pousse.

Dans une étude récente, des chercheurs ont cherché à résoudre ce problème de coloration estivale du fruit de la passion « Mi Yu » en testant une technique agricole simple : recouvrir le fruit de sacs en papier. Cette méthode, longtemps utilisée pour des cultures comme les pommes et les raisins, crée un environnement restreint et contrôlé autour du fruit, le protégeant des nuisibles et du vent tout en modifiant la lumière et la température qu'il subit. L'équipe de l'Académie des sciences agricoles de Fujian et de l'Université de l'agriculture et de la foresterie de Fujian voulait savoir quel type de sac, si tant est qu'il y en ait un, pourrait forcer le fruit à devenir pourpre même pendant la chaleur de l'été, et plus important encore, ils voulaient comprendre la machinerie moléculaire derrière ce changement. Ils ont cultivé des lianes de « Mi Yu » dans un verger de la province du Fujian et, quarante jours après la floraison, ont placé différents sacs en papier colorés sur les fruits en développement. Ces sacs allaient du blanc et du rouge au vert, au bleu, au pourpre, ainsi qu'un sac opaque spécial avec un extérieur jaune et un intérieur noir. Ils ont également laissé un groupe de fruits complètement non couverts pour servir de groupe témoin.

Lorsque les fruits ont été récoltés quatre-vingts jours après la floraison, les résultats ont été frappants. Les fruits non couverts, ainsi que ceux enveloppés dans des sacs rouges, bleus ou pourpres, sont restés largement jaunes ou verts, montrant que ces traitements n'ont pas aidé le fruit à développer sa peau pourpre caractéristique. En fait, les sacs verts semblaient encourager le fruit à rester jaune. Cependant, les fruits recouverts de sacs en papier blancs ont raconté une autre histoire. Ces fruits ont développé une couleur rouge-pourpre vibrante et uniforme. Les mesures ont confirmé que les fruits sous sacs blancs présentaient des niveaux d'anthocyanes et de pigments apparentés nettement plus élevés que n'importe quel autre groupe. Les chercheurs ont également vérifié la qualité interne du fruit, mesurant la teneur en sucre, l'acidité et les niveaux de vitamines. Ils ont découvert que, bien que les sacs blancs aient radicalement changé la couleur de la peau, ils n'avaient pas affecté négativement le goût ou la valeur nutritionnelle de l'intérieur du fruit. Le fruit est resté sucré et nutritif, prouvant que cette méthode peut améliorer l'apparence sans sacrifier la qualité.

Pour comprendre pourquoi les sacs blancs fonctionnaient si bien, les scientifiques ont examiné l'intérieur des cellules de la peau du fruit pour voir quels gènes étaient actifs. Ils ont identifié les gènes spécifiques responsables de la construction des pigments d'anthocyanes et ont mesuré la quantité de chaque gène qui était activée ou désactivée sous les différentes conditions de mise en sac. Ils ont découvert que les sacs en papier blanc déclenchaient une poussée massive de l'activité de plusieurs gènes clés. Plus précisément, des gènes qui agissent comme le point de départ et les touches finales de la production de pigments ont été activés des centaines, voire des milliers de fois plus que dans le cas des fruits non couverts. Par exemple, un gène, qui aide à construire la structure de base du pigment, a été activé près de mille fois plus fortement dans le fruit sous sac blanc. Cette activation coordonnée de l'ensemble de la voie de production des pigments suggère que le sac blanc crée un environnement spécifique qui ordonne aux cellules du fruit de passer à la vitesse supérieure pour la production de couleur.

L'étude a également comparé ces résultats à ce qui se passe naturellement dans d'autres variétés de fruits de la passion. Ils ont observé une variété pourpre pure qui devient rouge d'elle-même et une variété jaune pure qui ne le devient jamais. Ils ont découvert que l'ensemble des gènes qui étaient suractivés par les sacs blancs étaient aussi ceux qui étaient naturellement actifs dans le fruit pourpre lors de sa maturation. Cela a confirmé que les sacs blancs imitaient avec succès les conditions naturelles requises pour la coloration pourpre. Curieusement, les chercheurs ont trouvé un gène spécifique qui se comportait de manière unique sous les sacs blancs. Alors que ce gène restait relativement calme dans le fruit pourpre en maturation naturelle, il était dramatiquement activé par le traitement par sac blanc. Cela suggère que le sac blanc pourrait déclencher une réponse spécifique dans les cellules du fruit qui est différente du processus de maturation naturelle, peut-être en modifiant la façon dont le fruit perçoit la lumière ou la chaleur.

Les chercheurs ont conclu que le sac en papier blanc fonctionne en créant un micro-environnement équilibré. Contraiirement aux sacs noirs opaques qui bloquent toute la lumière ou aux sacs colorés qui filtrent certaines longueurs d'onde, le sac blanc laisse passer une quantité modérée de lumière tout en gardant le fruit plus frais qu'il ne le serait sous le soleil direct de l'été. Cette combinaison de lumière douce et de réduction du stress thermique semble être le déclencheur parfait pour que le fruit produise ses pigments pourpres. L'étude fournit une solution pratique pour les agriculteurs, montant qu'un simple sac blanc peut garantir un fruit pourpre de haute qualité et commercialisable, même durant la saison difficile de l'été. Plus largement, elle offre une fenêtre claire sur la façon dont les conditions environnementales peuvent contrôler directement les interrupteurs génétiques qui déterminent la couleur de notre nourriture, transformant un fruit d'été jaune en un fruit pourpre vibrant grâce au simple acte de le recouvrir.