Concevoir le prochain superaliment : le Boyce Thompson Institute (BTI) révèle le potentiel agricole à grande échelle du coqueret du Pérou

Concevoir le prochain superaliment : le Boyce Thompson Institute (BTI) révèle le potentiel agricole à grande échelle du coqueret du Pérou

Aaron Callahan, BTI*

Le coqueret du Pérou [Physalis peruviana] a un goût qui se situe entre celui de l'ananas et celui de la mangue, il possède les qualités nutritionnelles d'un superaliment et est de plus en plus populaires dans les épiceries américaines. Mais les plantes qui produisent ces fruits jaune-orange vif poussent à l'état sauvage et de manière incontrôlée, atteignant des hauteurs qui rendent la culture à grande échelle impossible.

Les chercheurs du Boyce Thompson Institute (BTI) ont contribué à résoudre ce problème. À l'aide de la technique d'édition génétique CRISPR, une équipe collaborative comprenant Mme Joyce Van Eck, professeure au BTI, a mis au point des plantes de coqueret du Pérou compacte, 35 % plus courtes que leurs cousines sauvages, ce qui les rend viables pour l'agriculture commerciale.

« Le coqueret du Pérou a un énorme potentiel en tant que culture nutritive, mais son port buissonnant et imposant a entravé sa production commerciale », a déclaré Mme Van Eck. « Ces nouvelles plantes compactes peuvent être cultivées à plus forte densité, ne nécessitent pas de tuteurage ou de treillis importants et sont beaucoup plus faciles à entretenir et à récolter. »

La recherche, publiée dans Plants, People, Planet, démontre comment les solutions basées sur la science végétale peuvent rapidement améliorer les cultures mineures qui n'ont pas bénéficié des programmes de sélection traditionnels.

De la nature à la culture

Originaire de la région andine d'Amérique du Sud, le coqueret du Pérou (Physalis peruviana) est consommé depuis des siècles, mais a peu été domestiqué. La Colombie en produit actuellement plus de 20.000 tonnes par an, dont 40 % sont exportées pour répondre à la demande mondiale croissante.

L'équipe a exploité les connaissances acquises sur les cultures apparentées de la famille des Solanacées, en ciblant le gène ERECTA qui régule la longueur des tiges chez les tomates et les cerises de terre [Physalis longifolia]. La physalis étant tétraploïde (elle contient quatre jeux de chromosomes), les chercheurs ont dû modifier deux copies distinctes du gène ERECTA.

Grâce à la technologie CRISPR et aux méthodes de transformation mises au point au BTI, ils ont réussi à produire des plantes présentant des modifications précises dans les deux copies du gène. Après avoir croisé les plantes modifiées afin de sélectionner la saveur de fruit préférée, l'équipe a produit des lignées « Erecta » stables dont les entre-nœuds sont 50 % plus courts que ceux des plantes de type sauvage.

Ces plantes compactes produisent des fruits pesant en moyenne 3,3 grammes, soit à peine plus petits que les coquerets du Pérou commercialisés sur les marchés américains.

L'équipe a déjà obtenu l'autorisation de l'USDA, confirmant que les plantes modifiées ne sont pas soumises à la réglementation sur les parasites végétaux. Elle va maintenant demander l'autorisation de la FDA afin que les producteurs puissent immédiatement lancer la production commerciale.

Au-delà des coquerets du Pérou

Une poignée de plantes cultivées (blé, riz, maïs, soja) dominent la production alimentaire mondiale, créant un système fragile et vulnérable aux perturbations et aux maladies. Parallèlement, des centaines de « cultures mineures » nutritives restent sous-exploitées, souvent prises entre leurs origines sauvages et leur viabilité commerciale.

« Ce travail démontre comment la modification génétique peut compléter la sélection végétale traditionnelle pour les cultures mineures », a déclaré Mme Van Eck. « Nous pouvons intégrer des décennies de connaissances en matière de sélection des principales espèces végétales, utiliser CRISPR pour apporter des modifications précises à des traits spécifiques et accélérer le développement de variétés améliorées, ajoutant ainsi un nouvel outil puissant à la boîte à outils des sélectionneurs. »

L'équipe a identifié plusieurs étapes prometteuses pour faire progresser la culture du coqueret du Pérou, notamment l'augmentation de la taille des fruits, l'élimination des acylsucres collants à la surface des fruits et la synchronisation de la maturation pour une récolte efficace. Cette approche va au-delà du coqueret du Pérou : des stratégies similaires pourraient améliorer le fruit de la passion, la cerise de terre et d'autres cultures sous-utilisées qui présentent un profil nutritionnel élevé et une importance régionale.

« L'amélioration de cultures mineures nutritives comme le coqueret du Pérou élargit la diversité alimentaire et crée de nouvelles opportunités pour les agriculteurs », a ajouté Mme Van Eck. « C'est exactement le type de solution fondée sur la science végétale que le BTI a pour mission de fournir. »

La recherche a été soutenue par le programme de recherche sur le génome végétal de la National Science Foundation et a donné lieu à une collaboration avec le Cold Spring Harbor Laboratory et l'Université Johns Hopkins.

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* Source : Engineering the next superfood: BTI unlocks goldenberry’s large-scale farming potential - Boyce Thompson Institute