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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

L'édition du génome aide des chercheurs africains à développer des variétés de bananiers résistantes à des maladies

23 Juin 2021 , Rédigé par Seppi Publié dans #Afrique, #NBT

L'édition du génome aide des chercheurs africains à développer des variétés de bananiers résistantes à des maladies

 

Verenardo Meeme*

 

 

Image : Mme Leena Tripathi examine un plant de bananier au génome édité dans son laboratoire. Photo contribuée

 

 

Bien que les programmes de sélection utilisant l'édition du génome en soient encore à leurs balbutiements sur le continent africain, les institutions de recherche publiques sont à la pointe de l'effort pour utiliser la technologie afin de réduire les défis persistants de la production agricole.

 

L'outil d'édition du génome connu sous le nom de CRISPR, en particulier, peut mettre les capacités biotechnologiques entre les mains des chercheurs du secteur public et des petits exploitants, en s'attaquant aux problèmes liés aux maladies des plantes et à la résilience climatique.

 

Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l'Institut International d'Agriculture Tropicale (IITA) à Nairobi, au Kenya, montre que les récentes avancées de CRISPR peuvent accélérer l'amélioration du bananier. L'IITA a développé son propre système d'édition CRISPR/Cas9 pour commencer à développer des bananiers résistants à des maladies, selon une étude publiée récemment dans Plant Biotechnology Journal.

 

L'étude montre que CRISPR/Cas9 est un outil clé pour l'amélioration des cultures en conférant aux plantes un trait important – la résistance à des maladies. Elle confirme également la disponibilité de l'expertise et des compétences pour appliquer l'édition du génome à l'amélioration des cultures au Kenya.

 

La production de bananes est fortement limitée par de nombreux agents pathogènes et ravageurs, qui coexistent souvent, ce qui aggrave le problème des pertes de récolte. Selon les chercheurs, l'utilisation de variétés de bananiers résistantes à des maladies est l'un des moyens les plus efficaces d'atténuer les effets négatifs des agents pathogènes sur la production de bananes.

 

L'étude intervient alors que l'appel urgent à combler l'écart de rendement des cultures de base et à améliorer la production alimentaire pour nourrir le monde suscite un intérêt croissant. Les experts estiment que l'application de l'édition du génome peut améliorer la productivité agricole et renforcer la sécurité alimentaire.

 

« En Afrique, l'accent devrait être mis sur le bananier plutôt que sur les céréales, contrairement à d'autres régions du monde, car il s'agit de l'une des principales cultures utilisées pour l'alimentation de base et la génération de revenus », déclare le Dr Leena Tripathi, de l'IITA, auteur principal de l'article.

 

« De plus, l'investissement dans l'amélioration génétique du bananier offre d'excellentes perspectives d'amélioration de la sécurité alimentaire, car ces cultures nourrissent plus de personnes par unité de surface de production que les autres cultures de base », ajoute-t-elle. « Les décideurs politiques devraient s'intéresser à cette étude car elle a démontré l'application de CRISPR/Cas9 pour l'amélioration des cultures avec un trait important – la résistance à des maladies. En outre, toutes les étapes de cette étude ont été réalisées à Nairobi, ce qui démontre la capacité locale à mettre l'édition du génome en œuvre. »

 

Après avoir calibré l'outil d'édition du génome pour le bananier, les chercheurs de l'IITA participant à l'étude se sont concentrés sur la résistance à des maladies, en particulier le flétrissement du bananier (BXW) due à Xanthomonas. Le BXW est l'une des maladies les plus dévastatrices qui affectent la production de bananes en Afrique orientale et centrale. Toutes les variétés de bananiers cultivées dans ces régions sont sensibles au BXW.

 

Les pertes économiques globales dues au BXW sont estimées à 2-8 milliards de dollars US sur une décennie. Par conséquent, l'utilisation de variétés résistantes à des maladies est l'une des stratégies les plus efficaces pour gérer les maladies et aider les agriculteurs à améliorer leur production.

 

Cette étude a examiné si l'élimination de gènes de sensibilité spécifiques, tels que le gène de résistance au mildiou 6 (DMR6), pouvait conférer une résistance au BXW.

 

« Nous avons la preuve que l'élimination de MusaDMR6 dans les bananiers a permis d'améliorer la résistance à une maladie grave, le BXW, et n'a pas eu d'effet négatif sur la croissance des plantes », explique Mme Tripathi. « Cependant, la performance de ces mutants de bananier doit être évaluée dans des conditions de terrain. »

 

Les chercheurs ont utilisé l'édition du génome pour éliminer le gène orthologue DMR6 dans le bananier afin de développer une résistance au BXW. L'étude a révélé qu'il existe plusieurs orthologues de DMR6 chez le bananier. « L'expression différentielle par qRT-PCR a confirmé que l'expression du gène Musa DMR6 est activée pendant l'infection par le pathogène dans le cultivar de bananier sensible », note Mme Tripathi.

 

Alors que les efforts visant à favoriser l'adoption des biotechnologies se poursuivent, il est évident que des investissements supplémentaires sont nécessaires dans les capacités de sélection pour les nouvelles techniques de sélection, telles que celles utilisant CRISPR/Cas9. À ce jour, l'édition du génome a surtout été appliquée pour améliorer le rendement des cultures, la qualité des plantes et la résistance au stress. Les scientifiques s'intéressent de plus en plus à son rôle dans le développement de variétés de cultures alimentaires résistantes à des maladies, comme le montre l'étude de l'IITA sur le BXW.

 

Cette étude a été soutenue par le programme du CGRAI pour les racines, tubercules et bananiers (RTB). Les bananiers sont regroupés avec les racines et les tubercules, en partie à cause de la façon dont ils sont cultivés et aussi à cause de leur rôle clé en tant qu'aliments de base périssables dans de nombreux pays en développement. Dans les régions tropicales humides d'Afrique, les cultures RTB sont les principaux aliments de base, fournissant 25 à 57 % des calories et du régime alimentaire.

 

Les cultures RTB sont toutes reproduites par voie végétative à partir de matériel de plantation volumineux et périssable. Cela crée des défis communs pour la production et la distribution des plants, ainsi que de graves défis liés à l'accumulation des maladies et à leur propagation ultérieure. Selon le CGRAI, les systèmes de plants de RBT sont pour la plupart informels, les agriculteurs partageant le matériel de plantation de leurs champs.

 

Les racines, tubercules et bananiers renforcent la résilience des systèmes alimentaires car ils possèdent souvent des caractéristiques clés qui leur permettent de survivre à des schémas climatiques changeants, y compris les sécheresses et les inondations. Ils peuvent également faire face à des conditions de sol défavorables comme la salinité et l'engorgement, ainsi qu'à des événements catastrophiques comme les tempêtes tropicales, car les racines et les tubercules sont enfouis en toute sécurité sous terre. Elles deviennent donc des cultures stratégiques pour soutenir les moyens de subsistance des populations rurales, même dans des conditions climatiques et environnementales difficiles.

 

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* Source : Genome editing helps African researchers develop disease-resistant banana varieties - Alliance for Science (cornell.edu)

 

 

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