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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

Un gène augmentant le rendement a été identifié à partir d'une expérience vieille de 118 ans chez le maïs

6 Août 2019 , Rédigé par Seppi Publié dans #Article scientifique, #amélioration des plantes

Un gène augmentant le rendement a été identifié à partir d'une expérience vieille de 118 ans chez le maïs

 

AGDAILY Reporters*

 

 

 

 

Note du 9 août 2019 : voir le commentaire de Philippe (Alsace) ci-dessous. L'augmentation de rendement s'obtient en diminuant l'action du gène appelé « rester vert ».

 

 

Un maïs sélectionné au cours d'une expérience vieille de 118 ans (la photo en noir et blanc a été prise en 1919) à l'Université de l'Illinois a conduit à des avancées modernes. (Image de Lauren D. Quinn, Université de l'Illinois)

 

 

Un gène du maïs identifié à partir d’une expérience vieille de 118 ans menée à l’Université de l’Illinois pourrait augmenter les rendements des hybrides d’élite actuels sans apport d'intrants supplémentaires. Le gène, identifié dans une étude récente publiée dans Plant Biotechnology Journal, contrôle un élément clé de la sénescence du maïs. Lorsque le gène est désactivé, les hybrides d'élite cultivés sur le terrain ont produit en moyenne 2,9 quintaux de plus par hectare par rapport aux plantes standard.

 

Datant de 1896, l’expérience de l’Illinois visait à vérifier si la composition des grains de maïs pouvait être modifiée par la sélection artificielle, un concept relativement nouveau introduit par Charles Darwin 37 ans plus tôt. La sélection répétée de lignées de maïs riches en protéines et pauvres en protéines a eu l'effet escompté au bout d'environ 10 générations. Cependant, à mesure que la sélection se poursuivait pour ces caractères, des modifications supplémentaires sont devenues perceptibles.

 

« Ce qui a été noté dès les années 1930, c’est que la lignée à faible teneur en protéines restait verte plus longtemps que celle à haute teneur en protéines. C’est vraiment évident », a déclaré Stephen Moose, professeur au Département d'Agronomie de l’Université de l'Illinois et co-auteur de l’étude.

 

Rester vert plus longtemps en fin de saison peut signifier plus de rendement. La plante poursuit la photosynthèse et met l'énergie au service du développement du grain. Mais jusqu'à présent, personne ne connaissait le gène spécifique responsable du caractère 'rester vert' chez le maïs.

 

« Le caractère 'rester vert' ressemble à une "fontaine de jouvence"pour les plantes car il prolonge la photosynthèse et améliore le rendement », explique Anne Sylvester, directrice de programme à la National Science Foundation, qui a financé cette recherche. « C’est une excellente découverte fondamentale avec un impact pratique. »

 

La découverte du gène a été rendue possible grâce à un partenariat public-privé de 10 ans entre l'Université de l'Illinois et Corteva Agriscience. Les collaborateurs de Moose et de l'Illinois ont initialement donné aux scientifiques de Corteva l'accès à une population issue de l'expérience à long terme sur la teneur en protéines du maïs présentant des différences dans le trait 'rester vert'. Les scientifiques de Corteva ont cartographié le trait 'rester vert' comme étant un gène particulier, NAC7, et ont produit des plantes de maïs à expression faible pour le trait. Comme le parent pauvre en protéines, ces plantes sont restées vertes plus longtemps. Ils ont testé ces plantes dans des serres et des champs à travers le pays pendant deux saisons.

 

Non seulement le maïs a très bien poussé sans NAC7, mais le rendement a augmenté de près de 3 quintaux par hectare par rapport aux hybrides classiques. Ces résultats ont notamment été obtenus sur le terrain sans ajout d’engrais azotés au-delà de ce que les agriculteurs utilisent habituellement.

 

L’équipe de Moose a ensuite séquencé le gène NAC7 dans les lignées de maïs à haute et à faible teneur en protéines et a été en mesure de comprendre comment le gène facilite la sénescence et pourquoi il a cessé de fonctionner dans le maïs à faible teneur en protéines.

 

« Nous pouvions voir exactement quelle était la mutation. Cela semble s'être produit au cours des 100 dernières années de cette expérience et, heureusement, elle a été préservée de sorte que nous pouvons en tirer profit maintenant », a dit Moose.

 

Il ne peut pas dire avec certitude quand la mutation s’est produite, car dans les années 1920, le corps professoral des sciences agronomiques a jeté les semences initiales de 1896.

 

Le potentiel futur de cette innovation pourrait inclure des semences commercialisées avec une expression nulle ou réduite de NAC7, offrant ainsi aux agriculteurs la possibilité d’obtenir un rendement supérieur sans apport d’engrais supplémentaires.

 

____________

 

* Source : https://www.agdaily.com/crops/yield-boosting-gene-identified-118-year-old-experiment-corn/

 

 

Ma note :

 

1.  L'expérience de sélection à long terme de l'Illinois a débuté en 1896 sur une population de maïs dans laquelle on a fait évoluer la teneur en protéines (P) ou en huile (O) vers le haut (H) ou le bas (L). Ainsi IHO (Illinois High Oil) désigne la population à teneur élevée en huile.

 

Après 48 cycles de sélection, on a créé deux nouvelles populations en sélectionnant en sens inverse (R), par exemple dans la population riche en huile pour une teneur réduite en huile.

 

Voici ce que cela a donné pour l'huile (l'expérience a été arrêtée en 2008)

 

 

 

 

Le site mis en lien ci-dessus contient aussi un graphique pour les recherches sur les protéines non reproduit ici car moins lisible. Partant de quelque 11-12 %, la population IHP est montée à quelque 30 % en 80 générations. La population ILP est tombée à quelque 5 % en quelque 40 générations.

 

 

2.  Quel avenir pour le gène NAC7, ou plutôt sa version désactivée, en supposant bien évidemment que les résultats de la recherche répondront aux attentes mises en eux ?

 

Les obtenteurs auront théoriquement le choix entre introduire cette version dans des lignées existantes par rétro-croisements, ou désactiver le gène NAC7 impliqué dans la sénescence à l'aide de l'un des nouveaux outils de sélection comme CRISPR/Cas9. Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients.

 

Notons que l'arsenal juridique européen (et surtout français, car il a bannit le maïs GM des champs français) fondamentalement anti-OGM prive les obtenteurs européens de la deuxième voie... alors qu'elle aboutit au même résultat que la première…

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P
Bonjour Seppi
merci pour cet article
mais il y a un point qui me posait problème à la lecture en l’occurrence il est dit que rester vert plus longtemps prolonge la photosynthèse et augmente le rendement or un peu plus loin dans l’article il est écrit que les lignées qui ont la plus faible expression du gène restent vertes plus longtemps et ont donné plus de rendement
Donc il y a contradiction
en consultant l’article original il est indiqué que le gène rester vert exerce une action négative sur ce trait de caractère il faudrait peut-être préciser cela dans l’article afin que cela soit plus clair merci
Répondre
S
Bonjour,

Merci pour votre commentaire.

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