Tomate - Définition

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Botaniques

Description

Appareil végétatif

Système racinaire de la tomate

La tomate est une plante herbacée sensible au froid, vivace sous climat chaud, généralement cultivée comme annuelle. C'est une plante à croissance indéterminée, mais il existe des variétés à croissance déterminée, c'est-à-dire dont la fonction végétative s'arrête précocement. Chez les variétés à port indéterminé, chaque bouquet floral est séparé par trois feuilles et la plante peut croître ainsi indéfiniment. Chez les variétés à port déterminé, les inflorescences sont séparées par deux feuilles, puis une feuille, avant de se retrouver en position terminale sur la tige.

Son port dressé en début de croissance, devient retombant ou semi-retombant au fil de la croissance et de la ramification des tiges, nécessitant des supports selon les types de culture.

Son système racinaire est de type pivotant à tendance fasciculée. Très dense et ramifié sur les trente premiers centimètres, il peut atteindre un mètre de profondeur.

Feuille de tomate (Solanum lycopersicum var. lycopersicum)

La tige est anguleuse, épaisse aux entre-nœuds, pubescente. De consistance herbacée en début de croissance, elle tend à devenir un peu ligneuse en vieillissant. La croissance de la tige, monopodiale au début devient sympodiale après 4 ou 5 feuilles, c'est-à-dire que les bourgeons axillaires donnent naissance à des ramifications successives, tandis que les bourgeons terminaux produisent des fleurs ou avortent. Les rameaux issus des bourgeons axillaires produisent des feuilles à chaque nœud et se terminent aussi par une inflorescence.

La tige et les feuilles portent deux types de poils : simples ou glanduleux, ces derniers contenant une huile essentielle qui donne son odeur caractéristique à la plante.

Les feuilles, alternes, longues de 10 à 25 cm, sont composées, imparipennées, et comprennent de 5 à 7 folioles aux lobes très découpés. Le bord du limbe est denté. Les vieilles feuilles perdent leur pouvoir photosynthétique et deviennent même nuisibles pour la plante, responsables du retard de croissance des fruits. Les professionnels les coupent, ce qui est problématique en main-d'œuvre puisque cette opération doit se renouveler toutes les semaines (feuilles au-dessus des prochains fruits à récolter).

Appareil reproducteur

Fleur de tomate

Les fleurs s'épanouissent du printemps à l'été (de fin mai à septembre dans l'hémisphère nord). Elles sont réunies en cymes, inflorescences de type déterminé, cependant chez la tomate le méristème de l’inflorescence ne se termine pas par une fleur et, en fait, maintient son indétermination.

La fleur de tomate est actinomorphe à symétrie pentamère. Le calice compte cinq sépales vert. Ce calice est persistant après la fécondation et subsiste au sommet du fruit. La corolle compte cinq pétales d'un jaune vif, soudés à la base, souvent réfléchis en arrière, et formant une étoile à cinq pointes. L'androcée compte cinq étamines à déhiscence latérale introrse. Les anthères allongées forment un cône resserré autour du pistil. Celui-ci est constitué de deux carpelles soudés, formant un ovaire supère biloculaire (à deux loges) et à placentation centrale. Chez certaines variétés l'ovaire est pluriloculaire.

Tomate multiloculaire

Ces fruits charnus sont des baies normalement à deux loges, parfois trois ou plus, à graines très nombreuses. Ils sont très variés par la taille, la forme et la couleur. Leur taille va de quelques grammes (tomate groseille, tomate cerise) à près de deux kilogrammes. Leur forme est généralement sphérique, plus ou moins aplatie, plus ou moins côtelée, mais il en existe en forme de cœur ou de poire. leur couleur, d'abord verdâtre, vire généralement au rouge à maturité, mais il en existe des blanches, des jaunes, des noires, des roses, des bleues, des violettes, des orange et des bicolores.

Le pédoncule des fruits présente une zone d'abscission, de sorte que le fruit mûr se détache en conservant une partie du pédoncule ainsi que le calice. Des variétés sélectionnées pour la culture de tomate d'industrie ne présentent pas ce caractère et permettent la récolte du fruit nu. Elles comportent le gène récessif jointless provenant d'une espèce de tomate sauvage (Solanum chessmanii).

La graine est petite (250 à 350 graines par gramme) et velue ; sa germination est épigée. Après le stade cotylédonaire, la plante produit 7 à 14 feuilles composées avant de fleurir.

Terminologie

Les termes utilisés pour décrire une tomate font référence à :

  • sa couleur : blanche, jaune, noire, orange, rose, rouge, verte, violacée, violette, zébrée
  • son apparence : allongée, cerise, cerise hybride, cocktail, en forme de cœur, côtelé, en grappe, grosse, oblongue, petite, très grosse
  • sa chair : à cuire, bonne, dense, douce, ferme, parfumée, à peau épaisse, rustique, savoureuse
  • ses caractéristiques de production : port (déterminé, indéterminé, compact), précoce, productive (moyennement, peu, très), régulière, résistante, tardive, tolérante (au climat humide, à la chaleur).

Physiologie

La tomate cultivée est une plante à jours neutres, dont la floraison est indifférente au photopériodisme, ce qui a permis son adaptation sous diverses latitudes.

Par ses fleurs hermaphrodites, elle est autofertile et principalement autogame. Cela résulte de la morphologie de la fleur, le style est en effet inséré dans le tube formé par les étamines, les stigmates n'apparaissant généralement pas à l'extérieur. Cela limite fortement la pollinisation croisée, sans l'interdire totalement. La pollinisation nécessite toutefois l'intervention d'un agent extérieur, le vent ou certains insectes comme les bourdons, capable de faire vibrer les anthères et de libérer le pollen.

Chez la tomate, la photosynthèse est du type « en C3 », c'est-à-dire qu'en première étape elle produit des hydrates de carbone à 3 atomes de carbone. Elle est influencée notamment par la température de l'air et sa teneur en CO2 et par l'intensité lumineuse.

Classification

La tomate, dont l'appartenance à la famille des Solanacées avait été reconnue par les botanistes de la Renaissance, a été classée scientifiquement par Linné en 1753 dans le genre Solanum, avec comme nom binomial Solanum lycopersicum.

Le botaniste français Joseph Pitton de Tournefort avait placé la tomate cultivée à gros fruits dans le genre Lycopersicon qu'il décrivit formellement en 1694 dans son ouvrage Institutiones rei herbariae. En 1768, Philip Miller, considérant que la tomate différait substantiellement des autres espèces du genre Solanum, telles la pomme de terre et l'aubergine, la reclassa dans ce genre et la renomma Lycopersicon esculentum. Ce nom, qui eut un succès notable, ne respectait pas une règle de la nomenclature botanique qui veut que lorsqu'on déplace une espèce dans un nouveau genre, l'épithète spécifique (lycopersicum) doit être conservé : H. Karst corrigea l'erreur en 1882 et publia le nom formellement correct, Lycopersicon lycopersicum (L.) Karsten ex Farw. Ce nom a été peu utilisé, mais l'est toujours, notamment pour la réglementation phytosanitaire internationale.

Le nom donné par Miller est toutefois resté le plus usité, mais les techniques modernes de biologie moléculaire ont permis d'établir des arbres phylogénétiques plus précis. Ceux-ci ont montré que la tomate devait être rattachée au genre Solanum, dans le même clade que la pomme de terre (Solanum tuberosum), donnant ainsi raison à Linné. Les espèces anciennement rattachées au genre Lycopersicon sont désormais regroupées dans le sous-genre Potatoe, section Petota, sous-section Lycopersicon du genre Solanum. Le nom officiel actuel est donc Solanum lycopersicum, bien que le nom donné par Miller soit encore utilisé dans nombre de publications.

Synonymes

Liste des noms binomiaux synonymes de Solanum lycopersicum :

  • Solanum lycopersicon L. 1753,
  • Lycopersicon esculentum Mill. 1768,
  • Lycopersicon pomumamoris Moench 1794,
  • Lycopersicon lycopersicum H.Karst. 1882.

Variétés botaniques

Tomate cerise (Solanum lycopersicum cerasiforme)

L'espèce Solanum lycopersicum compte plusieurs variétés botaniques, dont :

  • Solanum lycopersicum esculentum à gros fruits, c'est la tomate cultivée de laquelle découlent presque toutes les variétés (cultivars) trouvées sur le marché.
  • Solanum lycopersicum cerasiforme, la tomate cerise, c'est la seule forme sauvage du genre rencontrée aussi en dehors de l'Amérique du Sud (Rick, 1986). Connue dans les Antilles et en Guyane françaises sous le nom de tomadose. Il est possible que la tomate cultivée ait été domestiquée à partir de cette forme sauvage.

Autres espèces de tomates

Outre Solanum lycopersicum, le genre Solanum comprend neuf (jusqu'à quinze selon certains auteurs) autres espèces de tomates classées dans la section Lycopersicum. Toutes ces espèces, autrefois regroupées dans le genre Lycopersicon, sont originaires des régions andines du nord-ouest de l'Amérique du Sud, de l'Équateur au nord du Chili, à l'exception de deux, Solanum chmielewskii et Solanum galapagense, endémiques des îles Galápagos. Ces tomates sauvages, pour la plupart à fruits verts ou noirs, ne sont pas comestibles, sauf Solanum pennellii, la tomate-groseille, à fruits rouges de très petite taille, qui est à la base du véritable ketchup.

Ces espèces sont toutes diploïdes avec le même nombre de chromosomes (2n = 24) que la tomate cultivée. Elles n'ont pas été domestiquées, mais constituent une réserve fort utile de variabilité pour l'amélioration de la tomate domestique. Plusieurs d'entre elles peuvent s'hybrider facilement avec Solanum lycopersicum à condition de prendre cette dernière comme femelle. Pour certaines espèces, comme Solanum peruvianum et Solanum chilense, le croisement nécessite le recours à la culture d'embryons immatures.

Évolutions et recherche

La « tomate bleue » obtenue à l'université d'État de l'Oregon par rétrocroisement avec une variété sauvage


L'amélioration de la tomate a commencé dès la domestication de l'espèce par les civilisations précolombiennes. Aujourd'hui, la tomate est l'une des espèces les mieux connues en agronomie. Elle sert de modèle génétique à beaucoup de plantes et elle continue à faire l'objet de nombreux travaux, tant en zone tempérée qu'en région tropicale :

  • en région tropicale, les recherches portent principalement sur l'adaptation au climat et la résistance au flétrissement bactérien et aux nématodes ;
  • en zone tempérée, les études menées ont une incidence déterminante sur les programmes tropicaux ; c'est notamment le cas de la sélection pour la résistance aux maladies et de l'amélioration de l'adaptation à la chaleur ;
  • dans le domaine de la biologie moléculaire, des résultats majeurs ont été obtenus, notamment par les équipes américaines (université Cornell) et françaises (INRA).

Recherche d'une tomate plus sucrée

La tomate Solanum pennellii (ex-Lycopersicon pennellii) produit un fruit naturellement sucré. Elle est à la base du véritable ketchup. Cette particularité est due à une enzyme spécifique — une invertase — présente chez beaucoup de fruits et de fleurs, mais particulièrement efficace chez cette tomate.

Cette découverte, rendue publique par l'équipe israélo-américano-allemande dirigée par Dani Zamir de l'université de Jérusalem à Rehovot, découle de leurs recherches à partir de lignées isogéniques.

Tomates transgéniques

La tomate Flavr Savr, appelée aussi « tomate McGregor », est une variété génétiquement modifiée mise au point par la société américaine Calgene, grâce à la technique de l'ARN antisens avec l'objectif d'allonger la durée de vie du fruit après la récolte et par conséquent la qualité de la tomate pour la consommation en frais. Dans cette tomate, on a réussi à diminuer l'expression du gène responsable de la production de polygalacturonase, enzyme responsable de la dégradation des parois cellulaires dans la phase de mûrissement. Après les évaluations du risque et l'accomplissement de toutes les conditions nécessaires, la FDA (Food and Drug Administration, États-Unis) approuva en 1994 la commercialisation de la tomate FlavrSavr, qui devint ainsi le premier produit dérivé d'une culture transgénique autorisé pour la consommation humaine.

D'autres variétés transgéniques ont également reçu l'autorisation de mise en marché aux États-Unis, notamment une tomate Bt (la Bt tomato line 5345) qui a reçu le gène Cry1Ac provenant de Bacillus thuringiensis qui lui confère une résistance aux insectes de l'ordre des lépidoptères.

La commercialisation de ces variétés fut éphémère, mais les chercheurs continuent de travailler dans diverses directions, comme la « tomate pourpre » créée par le Centre John Innes au Royaume-Uni dont la forte concentration en anthocyanines, responsables de la couleur pourpre du fruit, provient de gènes tranférés du muflier, ou la tomate tolérante aux sols salés créée à partir de la variété 'Moneymaker' ayant reçu le gène AtNHX1 d'Arabidopsis thaliana.

Séquençage du génome de la tomate

Le génome de la tomate comprend 12 paires de chromosomes (2n=24). Sa taille est estimée à 950 Mpb encodant environ 35 000 gènes. La majorité des séquences géniques, représentant 220 Mpb, est concentrée dans des régions euchromatiques contiguës dans les régions distales de chaque bras des chromosomes. Il est en cours de séquençage dans le cadre d'un projet international lancé en 2003, l'International Tomato Sequencing Project regroupant dix pays, et qui s'inscrit lui-même dans un projet plus large, l' International Solanaceae Genome (SOL) Project, intéressant plusieurs espèces de Solanacées. La répartition des tâches entre les pays participants est la suivante :

  • chromosome 1  : États-Unis États-Unis
  • chromosome 2  : Corée du Sud Corée du Sud
  • chromosome 3  : République populaire de Chine Chine
  • chromosome 4  : Royaume-Uni Royaume-Uni
  • chromosome 5  : Inde Inde
  • chromosome 6  : Pays-Bas Pays-Bas
  • chromosome 7  : France France
  • chromosome 8  : Japon Japon
  • chromosome 9  : Espagne Espagne
  • chromosome 10 : États-Unis États-Unis
  • chromosome 11 : République populaire de Chine Chine
  • chromosome 12 : Italie Italie
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