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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

L'amélioration des plantes moderne passe par une approche historique

15 Avril 2022 Publié dans #amélioration des plantes

L'amélioration des plantes moderne passe par une approche historique

 

Nicholas Karavolias*

 

 

 

 

Le sorgho, le riz, le blé, le maïs et l'orge sont extrêmement importants dans l'alimentation humaine, plus de 50 % de toutes les calories consommées provenant de quelques cultures céréalières clés. Aujourd'hui, les scientifiques associent l'édition de gènes moderne à un regard sur le passé pour améliorer les performances de ces plantes pourvoyeuses d'énergie.

 

Avant d'occuper une part aussi gargantuesque de notre alimentation, ces organismes n'étaient pas très différents des herbes folles que les jardiniers et les agriculteurs arrachent de leurs parcelles.

 

Pour les rendre comestibles, les ancêtres des plantes sauvages ont été soumis à un processus connu sous le nom de domestication. Les humains ont sélectionné des variétés de ces espèces pour leurs caractéristiques favorables, telles que des grains plus gros et plus nombreux et la perte de la faculter de dispersion des graines afin que les précieux grains ne tombent pas sur la terre avant la récolte.

 

Le processus de domestication entrepris par les premiers agriculteurs pour développer des variétés de plantes robustes a entraîné d'énormes changements dans les performances des plantes. D'importants changements génomiques sont à l'origine des transformations significatives observées lors du passage des géniteurs sauvages aux cultures domestiquées.

 

Les chercheurs sont désormais en mesure d'étudier les gènes qui ont été sélectionnés au cours du processus de domestication en comparant les génomes des ancêtres sauvages des cultures à ceux des variétés modernes. Ensuite, en comparant les ensembles de gènes sélectionnés au cours de la domestication d'une culture à l'autre, les chercheurs sont en mesure d'acquérir une compréhension encore plus solide de ce processus, qui peut être exploitée pour améliorer davantage les cultures.

 

Dans une étude récente publiée dans Science, des scientifiques ont comparé les gènes importants pour la domestication du riz et du maïs. Grâce à cette étude, ils ont pu identifier un ensemble de 490 gènes qui étaient communs à l'amélioration des deux cultures. Un gène, connu sous le nom de KRN2 (kernel row number 2), s'est révélé important pour le rendement en grains du riz et du maïs. L'utilisation de l'édition de gènes dans le riz et le maïs pour générer des mutations de perte de fonction dans KRN2 a entraîné des augmentations de rendement de 8 et 10 %, respectivement. Les plantes modifiées n'ont présenté aucun déficit de performance malgré des rendements nettement supérieurs.

 

Les améliorations de rendement conférées par les méthodes de sélection conventionnelles dans les principales cultures de base ont stagné au cours des dernières décennies. L'application de méthodes de sélection avancées pour générer des avantages significatifs en matière de rendement constitue donc une percée incroyablement importante. Qui plus est, les gènes identifiés par l'étude des ancêtres sauvages des cultures dans de multiples espèces pourraient constituer des cibles prometteuses pour l'amélioration des performances des cultures par l'édition de gènes ou d'autres méthodes de sélection.

 

L'exploitation de la compréhension génomique de la façon dont les ancêtres sauvages des cultures ont été domestiqués pour devenir les cultures qui nourrissent la population mondiale aujourd'hui a permis de mieux comprendre d'autres façons d'améliorer les cultures. À partir d'une liste de gènes générée par cette approche, l'édition de gènes a été appliquée pour supprimer la fonction d'un seul gène dans le riz et le maïs, générant ainsi des plantes aux rendements considérablement améliorés. L'utilisation de cette même approche pour d'autres gènes du riz, du maïs et de nombreuses autres cultures de base pourrait également produire des cultures avec des rendements améliorés ou des caractéristiques de performance qui sont importantes pour répondre aux demandes de plus en plus grandes imposées au système alimentaire mondial.

 

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* Source : Modern crop improvement takes a historical approach - Alliance for Science (cornell.edu)

 

 

 

 

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