Wheat domestication: Lessons for the future

Wheat was one of the first crops to be domesticated more than 10,000 years ago in the Middle East. Molecular genetics and archaeological data have allowed the reconstruction of plausible domestication scenarios leading to modern cultivars. For diploid einkorn and tetraploid durum wheat, a single domestication event has likely occurred in the Karacadag Mountains, Turkey. Following a cross between tetraploid durum and diploid T. tauschii, the resultant hexaploid bread wheat was domesticated and disseminated around the Caucasian region. These polyploidisation events facilitated wheat domestication and created genetic bottlenecks, which excluded potentially adaptive alleles. With the urgent need to accelerate genetic progress to confront the challenges of climate change and sustainable agriculture, wild ancestors and old landraces represent a reservoir of underexploited genetic diversity that may be utilized through modern breeding methods. Understanding domestication processes may thus help identifying new strategies.

RésuméLe blé fut la première espèce domestiquée au Moyen-Orient, voici plus de 10 000 ans. Les approches combinées de la génétique moléculaire et de l’archéologie ont permis de retracer les scénarios les plus plausibles de ces évènements qui ont façonné la distribution de la diversité génétique des variétés actuelles. Pour les blés diploïdes (engrain) et tétraploïdes (blé dur), un seul évènement de domestication s’est produit dans les montagnes du Karacadag en Turquie. Une hybridation entre le blé dur tétraploïde et l’espèce diploïde T. tauschii, a donné le blé tendre hexaploïde, qui fut domestiqué et disséminé par les agriculteurs dans la région Caucasienne. Ces évènements de polyploïdisation qui ont facilité la domestication du blé ont provoqué de forts goulots d’étranglement génétiques, entraînant des pertes aléatoires d’allèles potentiellement adaptatifs. À l’heure où il devient urgent d’accélérer le progrès génétique pour faire face aux défis du changement climatique et de l’agriculture durable, les ancêtres sauvages et les populations locales représentent un réservoir de diversité génétique sous-exploité qui doit être mobilisé au travers de méthodes d’amélioration renouvelées. Comprendre les mécanismes de la domestication peut donc aider à inventer de nouvelles stratégies.