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Un tabac transgénique plus productif

Plant de tabac génétiquement modifié avant son transfert en plein champ. L. BRIAN STAUFFER/UI PUBLIC AFFAIRS

Hervé Morin

Agronomie: Une équipe américaine a augmenté de 40 % la biomasse de cette plante modèle en améliorant la photosynthèse. Des essais sur la pomme de terre sont en cours

La nature n’est pas toujours très bien faite. Un exemple ? Les organismes photosynthétiques – qui utilisent la lumière du soleil pour former les molécules carbonées dont ils ont besoin – dépendent depuis des milliards d’années d’une enzyme baptisée Rubisco, dont le rendement reste médiocre. Cela tient au fait que Rubisco, qui initialement réagissait avec le CO2 présent dans l’atmosphère, le fait aussi avec l’oxygène, dont la teneur dans l’air a augmenté au fil des âges géologiques précisément grâce aux réactions de photosynthèse. Le résultat est que la concurrence croissante de l’oxygène a nécessité des réactions dites de photorespiration pour détoxifier les végétaux de certains composés, réduisant considérablement le rendement final.

  • rendement: 收成。yield
  • la teneur dans l’air: 空气中的含量

Le maïs, le sorgho ou encore la canne à sucre disposent bien d’un double système mettant plus efficacement en contact le CO2 et Rubisco. On parle de plantes en C4. Mais celles en C3, comme le blé, le soja, la pomme de terre, le riz ou les arbres, sont en revanche plus handicapées par l’activité photorespiratoire, qui peut diminuer jusqu’à 50 % la conversion de lumière en biomasse, particulièrement par temps chaud et sec. C’est aussi le cas du tabac, végétal modèle prisé des biologistes.

  • le maïs 玉米
  • le sorgho 高粱
  • la canne à sucre: 甘蔗

Une équipe américaine, dirigée par Paul South (université de l’Illinois à Urbana) vient cependant de montrer que chez Nicotina tabacum, des hausses de rendement allant jusqu’à 40 % de matière sèche pouvaient être obtenues en court-circuitant certaines réactions de photorespiration. Leurs résultats, présentés dans la revue Science du 4 janvier, s’inspirent d’améliorations obtenues par génie génétique sur une autre plante modèle, Arabidopsis thaliana, au cours de la dernière décennie.

L’équipe américaine a donc puisé dans l’ADN de différents organismes des gènes qu’ils ont assemblés dans le but de doter le tabac de trois circuits alternatifs de photorespiration. Certains de ces montages comptaient jusqu’à sept gènes, empruntés à la bactérie E. coli, à une algue verte (Chlamydomonas), à Arabidopsis, ou encore au potiron. En outre, les chercheurs ont utilisé la technique dite de l’interférence ARN pour entraver l’action de certains gènes et réduire encore les opérations de détoxification.

  • potiron:南瓜
  • l'interférence ARN: iRNA

Essai sur les plantes de culture

Après avoir sélectionné les plantes les plus prometteuses en laboratoire, l’équipe de Paul South a étudié en 2016 et 2017 leurs performances dans des essais en champ. Si deux des voies de modification de la photorespiration explorées n’apportaient aucune amélioration, les lignées dans lesquelles des gènes de potiron et d’algue verte avaient été introduits bénéficiaient du meilleur rendement, un gain pouvant atteindre 40 %.

« Il reste à voir si l’augmentation de biomasse que nous avons observée dans ces tabacs transgéniques peut se traduire par un accroissement de production de graines ou de tubercules dans des plantes de culture telles que le soja, la pomme de terre ou des plantes fourragères », écrivent les chercheurs dans Science. Ils se disent « optimistes » et ont commencé des essais sur la pomme de terre, une solanacée, comme le tabac. Riz, soja et niébé (sorte de haricot tropical) devraient suivre en 2019.

  • des plantes fourragères: 饲料作物

Jean-François Morot-Gaudry, directeur de recherche honoraire à l’INRA et auteur de plusieurs monographies récentes sur les modifications de la photosynthèse, salue « de belles réalisations scientifiques », mais invite à la prudence : « Les résultats agronomiques ne sont pas encore acquis, ils doivent être confirmés dans la durée. Mais la possibilité de modifier les mécanismes photosynthétiques immuables devient envisageable. »

Dans un commentaire sur ces travaux publié dans Science, Marion Eisenhut et Andreas Weber, de l’université de Düsseldorf, louent aussi les résultats de l’équipe américaine, qui s’est inspirée de leurs propres travaux. « Les gains de rendements annuels obtenus par sélection des plantes sont typiquement inférieurs à 2 % », rappellent-ils. Les 40 % obtenus d’un coup par leurs collègues les poussent à penser qu’avec ce type de modification génétique, l’amélioration des rendements va « franchir un palier ».

  • franchir un palier:go over a level.

Ils soulignent aussi que ces améliorations nécessitent l’emprunt à d’autres espèces de gènes non présents dans le génome des plantes cibles : les techniques nouvelles d’édition du génome ou la sélection variétale classique par croisements ne peuvent fournir ces enzymes aux grandes cultures. On reste donc dans le cadre des plantes transgéniques (OGM) et de leurs modalités d’enregistrement et d’autorisation.

Paul South estime que si ses transgènes se montrent aussi efficaces sur les grandes cultures, il faudra une dizaine d’années avant une mise sur le marché. Ce qui le place encore dans les temps pour contribuer à répondre à l’explosion de la demande alimentaire mondiale liée à la démographie humaine.

Et l’industrie cigarettière ? Va-t-elle s’emparer de ce tabac transgénique à haut rendement ? Serait-ce un faux pas marketing que d’accoler l’étiquette OGM à N. tabacum qui, dans sa forme naturelle, selon des projections de l’Organisation mondiale de la santé, pourrait tuer près d’un milliard d’humains au cours du XXIe siècle ?

  • s’emparer de: get hold of
20190109-p33-tabac.txt · 最后更改: 2019/05/01 18:06 由 82.251.53.114