L’herbe sauvage pourrait sauver notre pain
Une espèce obscure d’herbe sauvage contient une résistance aux maladies « blockbuster » qui peut être croisée avec du blé pour donner une immunité contre l’un des agents pathogènes les plus meurtriers.
Une équipe internationale collaborative de chercheurs a identifié le gène de résistance à la rouille de la tige de l’espèce d’herbe de chèvre sauvage Aegilops sharonensis.
L’équipe de recherche dirigée par le John Innes Center, le Sainsbury Laboratory et l’Université du Minnesota a utilisé les avancées bioinformatiques pour développer la première carte précise du génome d’Aegilops sharonensis.
Le potentiel génétique de ce parent rustique du blé que l’on trouve en Israël et dans le sud du Liban a été largement inexploré.
À l’aide de la carte génétique et d’une technique d’outil de recherche appelée Mutant Hunter, l’équipe a scanné le génome à la recherche de mutations à la recherche de mutations différentes chez les plantes immunisées contre la rouille des tiges, une maladie qui inquiète les agriculteurs depuis des millénaires.
Cette recherche a identifié un gène candidat qui, selon les chercheurs, était responsable de la protection des plantes. À l’aide de pinces moléculaires, ils ont isolé le gène d’intérêt et l’ont transféré dans une plante sensible, où il a conféré une forte protection contre toutes les souches testées du champignon de la rouille noire du blé, Puccinia graminis f. sp. tritici.
Le Dr Brande Wulff, chercheur sur le blé à l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST), ancien chef de groupe au John Innes Center et l’un des auteurs de l’étude, a déclaré : « Nous avons maintenant ce gène vedette qui confère une immunité incroyable. Si j’étais de la rouille des tiges, je tremblerais dans ma spore.
« Cela a été un parcours de recherche ardu qui a duré de nombreuses années, mais nous avons maintenant trouvé ce gène qui confère une résistance à large spectre. Nous n’avons pas encore trouvé d’isolat de l’agent pathogène capable de vaincre le gène », a ajouté le Dr Guotai Yu, chercheur au John Innes Center, premier auteur de l’étude.
Dans cette étude publiée dans Nature Communications, des expériences ont montré que le gène Sr62 code pour une molécule appelée protéine kinase tandem. Des études en cours examinent le fonctionnement de ce gène afin que les chercheurs puissent concevoir biologiquement le mécanisme pour qu’il soit plus efficace.
L’équipe de recherche prévoit d’employer le nouveau gène dans le cadre d’une pile de gènes – reproduits dans des variétés de blé couramment utilisées – en utilisant la technologie de modification génétique. Ils prédisent que davantage de gènes de résistance seront identifiés et clonés à partir de populations d’Aegilops sharonensis et d’autres graminées sauvages en utilisant leurs méthodes de découverte et de déploiement de gènes.
Aegilops sharonensis est connu pour posséder de nombreux traits d’importance agricole tels que la résistance aux principales maladies, y compris les rouilles. Cependant, sa longue durée de génération, son tégument dur et les difficultés de le croiser avec des cultivars de blé l’ont rendu moins traitable que d’autres espèces d’herbes sauvages exploitées pour des traits génétiques utiles.
Cela rend les résultats de cette étude encore plus précieux, explique le professeur Brian Steffenson de l’Université du Minnesota et co-auteur de l’étude : « Compte tenu des grandes difficultés à croiser Aegilops sharonensis avec le blé, nous étions à peu près certains que les gènes de dans les espèces sauvages serait nouveau. Aegilops sharonensis a une gamme d’habitats très étroite le long de la plaine côtière de la mer Méditerranée. Le professeur Steffenson ajoute : « Il est donc opportun et important que des efforts soient faits pour collecter et caractériser les accessions de cette espèce avant qu’elles ne soient perdues à cause de l’urbanisation. Nous espérons que le gène de résistance cloné dans cette recherche, lorsqu’il sera combiné à d’autres gènes, conférera une résistance durable aux variétés de blé, réduisant ainsi la menace de la maladie de la rouille de la tige ».
L’étude met en évidence les développements récents en Amérique latine où le blé GM (génétiquement modifié) conçu pour la tolérance à la sécheresse a été approuvé – ouvrant potentiellement la voie à l’intégration plus large de traits GM dans le blé face à la crise climatique.
La recherche de résistance contre la rouille de la tige est devenue plus urgente car les épidémies de la maladie sont de plus en plus fréquentes et le changement climatique menace d’augmenter encore sa propagation.
« Les agents pathogènes comme la rouille des tiges réduisent déjà le rendement du blé de 21 %. Non seulement le grain lui-même est perdu ou endommagé par l’agent pathogène, mais aussi l’énergie qui entre dans la production – un équivalent de 420 milliards de kilowatts – assez pour alimenter 300 millions de foyers dans le monde en développement est gaspillée. Si nous pouvons intervenir avec la génétique, en recrutant la résistance trouvée dans cette herbe à l’aspect sauvage, ce serait une contribution incroyable à l’agriculture et au changement climatique », a déclaré le Dr Wulff.
Référence: Yu G, Matny O, Champouret N, et al. Identification assistée par le génome d’Aegilops sharonensis du gène de résistance à la rouille noire Sr62. Nat Commun. 2022;13(1):1607. doi:10.1038/s41467-022-29132-8
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