La mutagenèse ciblée par CRISPR renforce l'immunité et le rendement du blé

La mutagenèse ciblée par CRISPR renforce l'immunité et le rendement du blé

ISAAA*

Des chercheurs ont utilisé CRISPR-Cas9 sur le blé, ce qui a amélioré sa résistance à la rouille et augmenté son rendement. Leurs résultats offrent des ressources génétiques qui peuvent être utilisées pour la sélection de plantes à haute résistance et à haut rendement.

Le système immunitaire des plantes est régulé positivement et négativement par différents facteurs. Un exemple de régulateur négatif de l'immunité des plantes est la MAP kinase phosphatase1 (MKP1). Cependant, les mécanismes moléculaires impliquant la régulation de la MKP1 chez le blé (Triticum aestivum) ne sont pas encore clairs.

Des scientifiques de différentes institutions ont étudié le rôle de MKP1 dans la défense du blé contre deux pathogènes fongiques. L'équipe a utilisé CRISPR-Cas9 pour éliminer MKP1, ce qui a renforcé la résistance du blé à la rouille causée par Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst) et à l'oïdium causé par Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt). Par rapport aux plantes témoins de type sauvage, les plantes mutées ont également eu des rendements plus élevés.

Pour plus d'informations, lisez l'article sur le site du Plant Biotechnology Journal.

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* Source : CRISPR Boosts Immunity and Yield of Wheat- Crop Biotech Update (February 21, 2024) | Crop Biotech Update - ISAAA.org

Ma note : Voici le résumé (découpé) de « CRISPR-targeted mutagenesis of mitogen-activated protein kinase phosphatase 1 improves both immunity and yield in wheat » (la mutagenèse ciblée par CRISPR de la protéine kinase phosphatase 1 activée par des agents mitogènes améliore à la fois l'immunité et le rendement du blé) de Saifei Liu, Fengfeng Zhang, Jiaxuan Su, Anfei Fang, Binnian Tian, Yang Yu, Chaowei Bi, Dongfang Ma, Shunyuan Xiao, Yuheng Yang :

« Les plantes ont développé un système immunitaire sophistiqué pour la détection spécifique des pathogènes et l'induction rapide de défenses mesurées.

L'activation excessive ou constitutive des défenses aurait un effet négatif sur la croissance et le développement des plantes. Le système immunitaire des plantes est donc soumis à une régulation positive et négative étroite.

La MAP kinase phosphatase 1 (MKP1) a été identifiée comme un régulateur négatif de l'immunité des plantes dans la plante modèle Arabidopsis. Cependant, les mécanismes moléculaires par lesquels MKP1 régule la signalisation immunitaire chez le blé (Triticum aestivum) sont mal compris.

Dans cette étude, nous avons étudié le rôle de TaMKP1 dans la défense du blé contre deux pathogènes fongiques dévastateurs et déterminé sa localisation subcellulaire.

Nous avons démontré que l'invalidation de TaMKP1 par CRISPR/Cas9 dans le blé entraînait une résistance accrue à la rouille causée par Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst) et à l'oïdium causé par Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), ce qui indique que TaMKP1 régule négativement la résistance aux maladies dans le blé.

De manière inattendue, alors que les plantes mutantes Tamkp1 ont montré une résistance accrue aux deux pathogènes fongiques testés, elles ont également eu un rendement plus élevé par rapport aux plantes de contrôle de type sauvage sans infection.

Nos résultats suggèrent que TaMKP1 interagit directement avec les TaMPK3/4/6 déphosphorylés et activés, et que TaMPK4 interagit directement avec TaPAL.

Dans l'ensemble, nous avons démontré que TaMKP1 exerce des rôles de modulation négative dans l'activation de TaMPK3/4/6, qui sont nécessaires à la signalisation de défense médiée par les MAPK. Cela facilite notre compréhension des rôles importants des MAP kinases phosphatases et des cascades MAPK dans l'immunité et la production des plantes, et fournit des ressources génétiques pour la sélection en vue d'une résistance et d'un rendement élevés.