CRISPR : les rendements du riz et du maïs ont augmenté jusqu’à 10 % grâce à l’édition génétique

Il est possible d’augmenter considérablement le rendement du riz et du maïs en utilisant l’édition de gènes CRISPR, des essais dans les champs montrent

Par Chen Ly

La désactivation d’un gène particulier dans le maïs et le riz pourrait améliorer les rendements céréaliers de 10 % et 8 % respectivement, selon une nouvelle étude. En explorant des gènes similaires dans d’autres céréales, la production agricole mondiale pourrait être stimulée.

Le maïs et le riz sont des aliments de base dans le monde entier, et chacun a une histoire distincte de culture pour une consommation à grande échelle. On pense que le maïs est originaire du Mexique, tandis que le riz est venu de Chine. Malgré l’évolution indépendante de ces espèces, les biologistes végétaux ont noté qu’elles possédaient des traits très similaires. C’est ce qu’on appelle l’évolution convergente.

Pour étudier ces ressemblances, Xiaohong Yang de l’Université agricole de Chine à Pékin et ses collègues ont cartographié les génomes du maïs (Zea mays L. ssp. mai) et du riz (Oryza sativa).

Ils ont trouvé 490 paires de gènes qui semblaient remplir des fonctions analogues dans les deux grains. À partir de ces paires, les chercheurs ont identifié deux gènes – connus sous le nom de KRN2 dans le maïs et OsKRN2 dans le riz – qui affectaient leur rendement en grains. En utilisant l’édition de gènes CRISPR pour désactiver ces gènes, ils pourraient augmenter le rendement en grains de 10 % pour le maïs et de 8 % pour le riz. Ces chiffres proviennent de tests en conditions réelles dans des champs agricoles.

“Ce sont d’excellents résultats”, déclare Yang, qui espère continuer à explorer les 490 paires de gènes pour améliorer encore la production de riz et de maïs.

“Ce sont deux espèces qui sont les plus importantes en termes d’économie”, déclare le co-auteur Alisdair Fernie de l’Institut Max Planck de physiologie moléculaire des plantes à Potsdam, en Allemagne. “Ils ont des histoires de domestication si différentes avec des centres d’origine différents et des habitats très différents dans une large mesure. Le fait que l’évolution convergente se soit produite avec autant de gènes est fascinant.

Une meilleure compréhension de l’évolution génétique du maïs et du riz pourrait également conduire à ce que l’on appelle des événements de domestication de novo, dit Fernie, c’est-à-dire lorsque des gènes domestiqués sont insérés dans des espèces non domestiquées pour créer de nouvelles cultures. Les cultures sauvages sont généralement plus résistantes aux conditions météorologiques extrêmes et aux agents pathogènes, mais ont généralement un faible rendement.

“Avec CRISPR et l’édition de gènes, nous pourrions simplement prendre une poignée de ces gènes de domestication, tels que KRN2, et les réintroduire dans leur parent d’espèce sauvage”, dit-il. “L’idée est que vous pourriez faire des cultures à haut rendement mais résilientes, ce qui sera essentiel pour nous à l’avenir.”

Référence de la revue : La scienceDOI : 10.1126/science.abg7985

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