Le séquençage complet du matériel génétique facilite la sélection de nouvelles variétés

Le génome de la pomme de terre enfin décodé

Plus de 20 ans après la première publication du génome humain, des scientifiques de l'Université Louis-et-Maximilien de Munich et de l'Institut Max Planck de recherche sur la sélection végétale de Cologne ont décodé pour la première fois le génome très complexe de la pomme de terre. Cette étude techniquement exigeante jette les bases biotechnologiques qui permettront d'accélérer la sélection de variétés plus robustes. Un objectif de la sélection végétale depuis de nombreuses années et une étape importante pour la sécurité alimentaire mondiale.

Les chercheurs du groupe du généticien Korbinian Schneeberger ont réussi à générer le premier assemblage complet d'un génome de pomme de terre. Ce qui ouvre la voie à la sélection de nouvelles variétés plus robustes.

La faible diversité rend notamment les plants de pommes de terre sensibles aux maladies. Les conséquences peuvent être dramatiques, comme lors de la famine irlandaise des années 1840, où pendant plusieurs années, la quasi-totalité de la récolte de pommes de terre a pourri dans le sol. Au cours de la révolution verte des années 1950 et 1960, les scientifiques et les phyto-généticiens ont réussi à augmenter considérablement les rendements de bon nombre de nos principales cultures de base, comme le riz ou le blé. Cependant, la pomme de terre n'a pas connu d'essor comparable, et les efforts pour sélectionner de nouvelles variétés à rendement plus élevé sont restés largement vains jusqu'à aujourd'hui.

Dans cette étude, les génomes de grains de pollen ont été analysés individuellement pour produire la première cartographie complète du génome de la pomme de terre / Image : Ulrich Pollmann 

La raison en est simple mais la solution complexe : au lieu d'hériter d'une copie de chaque chromosome du père et de la mère (comme chez les humains), les pommes de terre héritent de deux copies de chaque chromosome de chaque parent, ce qui en fait une espèce tétraploïde (à quatre copies de chaque chromosome). Cela signifie également quatre copies de chaque gène, ce qui rend très difficile et très long la création de nouvelles variétés. De plus, les copies multiples de chaque chromosome font de la reconstruction du génome de la pomme de terre un défi technique bien plus grand que celui du génome humain.

Les chercheurs ont surmonté cet obstacle en utilisant une astuce simple mais élégante. Au lieu d'essayer de différencier les quatre copies de chromosomes, souvent très similaires, Korbinian Schneeberger, son collègue Hequan Sun et d'autres collaborateurs ont contourné ce problème en séquençant individuellement l'ADN d'un grand nombre de cellules de pollen. Contrairement aux autres cellules, chaque cellule de pollen ne contient que deux copies aléatoires de chaque chromosome, ce qui a facilité la reconstruction de la séquence du génome entier.

Une vue d'ensemble de la séquence complète de l'ADN de la pomme de terre cultivée pourrait faciliter grandement la sélection et est une ambition des scientifiques et des sélectionneurs depuis de nombreuses années déjà. Avec ces informations en main, les scientifiques peuvent désormais identifier plus facilement les allèles de gènes responsables des caractères désirables ou indésirables.

Pour plus d'informations :
mpg.de


Date de publication:



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