CRISPR est utilisé pour modifier la taille des grains de maïs

CRISPR est utilisé pour modifier la taille des grains de maïs

AGDAILY Reporters*

Le maïs a évolué au cours des milliers d'années, passant de plantes ayant l'aspect d'une herbe qui produisent des épis avec moins d'une douzaine de petits grains à des épis remplis de centaines de grains bien gonflés que l'on trouve aujourd'hui dans les fermes du monde entier. De puissantes techniques d'édition de l'ADN telles que CRISPR peuvent accélérer ce processus.

Le professeur David Jackson du Cold Spring Harbor Laboratory et son stagiaire postdoctoral Lei Liu ont collaboré avec Madelaine Bartlett, professeur associé à l'Université du Massachusetts Amherst, pour utiliser cette technique très spécifique afin de modifier le nombre de grains de maïs**. Le laboratoire de M. Jackson est l'un des premiers à appliquer CRISPR au génome très complexe du maïs.

L'ADN est divisé en deux parties : le gène et les régions régulatrices qui induisent ou suppriment l'activité du gène. Selon M. Jackson :

« Beaucoup de gens ont utilisé CRISPR dans un sens très simple, juste pour perturber complètement les gènes, pour les éliminer. Mais nous avons eu cette nouvelle idée d'utiliser CRISPR sur les régions promotrices qui activent le gène. Et c'est ce qui donne un résultat très intéressant : nous pouvons obtenir la variation des caractères dont nous avons besoin en agriculture. »

M. Jackson voulait augmenter le nombre de grains par épi. La voie de développement des grains de maïs comprend des gènes qui favorisent la croissance et la différenciation des cellules souches en organes végétaux distincts. MM. Jackson et Liu se sont concentrés sur les CLE, une famille de gènes qui agissent comme un frein pour arrêter la croissance des cellules souches. Mais le génome du maïs est complexe. La famille des CLE contient près de 50 gènes apparentés, avec des régions promotrices qui varient d'un gène à l'autre. Quelles sont les parties les plus importantes pour la production de grains, dit M. Liu :

« Nous avons donc essentiellement ciblé la région promotrice au hasard : nous n'avons aucune idée de la partie du promoteur qui est importante. La prochaine étape consistera donc probablement à déterminer quelle partie du promoteur est essentielle. Et, ensuite, nous rendrons probablement notre promoteur CRISPR plus efficace. Nous pouvons obtenir un meilleur allèle qui peut produire un meilleur rendement en grains ou une plus grande taille d'épi. »

Les cultures céréalières comme le maïs sont une source majeure de nourriture pour l'homme et le bétail. MM. Jackson et Liu espèrent que leur nouvelle stratégie CRISPR permettra d'augmenter le rendement des cultures à l'hectare et de rendre l'agriculture plus durable.

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* Source : CRISPR is used to change corn's kernel sizes | AGDAILY

** Enhancing grain-yield-related traits by CRISPR–Cas9 promoter editing of maize CLE genes (améliorer les traits liés au rendement en grains en éditant avec CRISPR-Cas9 les gènes CLE du maïs), Lei Liu, Joseph Gallagher, Edgar Demesa Arevalo, Richelle Chen, Tara Skopelitis, Qingyu Wu, Madelaine Bartlett et David Jackson.