Une connaissance « intime » de la biologie des plantes

La première plante dont le génome a été entièrement séquencé, entre 1996 et 2000, a été la plante modèle Arabidopsis thaliana*, une petite crucifère choisie en raison de la très petite taille de son génome, espèce pour laquelle il a été décidé d’effectuer l’inventaire complet des gènes portés par ses chromosomes. Ce travail d’inventaire des gènes a pu être étendu du génome d’Arabidopsis aux génomes d’autres espèces du fait de la conservation des fonctions au cours de l’évolution et des gènes qui y contribuent. Les informations biologiques qui en ont déjà découlé ont amené des progrès considérables dans les connaissances fondamentales sur le développement des organes, la précocité, les bases de la qualité des produits récoltés, et les facteurs de rendement dont la résistance aux pathogènes et la tolérance aux conditions climatiques adverses.

La création d’outils de repérage efficace et rapide

Au-delà de l’identification des gènes impliqués dans ces processus et des mécanismes moléculaires correspondants, elles ont également mis à la disposition des généticiens améliorateurs de plantes de nouveaux outils très efficaces pour accélérer la création de plantes encore plus performantes en qualité comme en quantité. Une partie de ces outils est aussi utilisée pour l’étude de la biodiversité des plantes sauvages. Le séquençage est l’une des biotechnologies qui permet une sélection plus précise et plus rapide, en particulier en facilitant le travail de génotypage, qui permet d’analyser la biodiversité d’une espèce, de relier la séquence d’un gène à son rôle dans la plante et de ce fait facilite le travail de sélection. Ce travail, réalisé par le sélectionneur est complexe car un caractère agronomique résulte de l’action combinée de nombreux gènes. Grâce au séquençage ce travail fait de manière empirique jusqu’à une période récente a été rationnalisé et rendu plus efficace.

Les applications concrètes sur les plantes alimentaires

Les retombées du séquençage de cette première plante, mené par un consortium international public auquel la France a participé, a amené les communautés scientifiques de très nombreux pays, du secteur public comme du domaine industriel, à promouvoir le séquençage des génomes de plantes d’intérêt agronomique. De l’année 2000 à l’année 2007, des consortia publics internationaux ont alors lancé le séquençage des génomes de nombreuses plantes ; le Riz*, Medicago truncatula* (plante modèle des légumineuses), le peuplier, la vigne*, une mousse.

L’arrivée de technologies de séquençage plus puissantes, plus rapides et plus économiques (et bien que légèrement moins précises) va alors déclencher, en seulement deux ans, la finition plus rapide que prévu du séquençage d’une série d’autres plantes comme le sorgho, la tomate*, le palmier à huile, le jatropha, le concombre, Brachypodium (un ancêtre modèle de beaucoup de céréales, à petit génome) et surtout le maïs (un véritable défi, le génome de cette plante étant 20 fois plus grand que celui d’Arabidopsis thaliana), mais également le lancement d’une véritable batterie de nouveaux projets ; les agrumes (la clémentine*, l’orange douce), le chou, la pomme de terre, le bananier*, le cotonnier, le caféier*, le cacaoyer*, le tournesol, le fraisier, le pommier, le melon.

Le rôle de la recherche

Tout récemment, le séquençage du plus grand des chromosomes du blé tendre* vient d’être mis en route en France (collaboration Génoscope-CEA et INRA) et sert de déclencheur à un énorme consortium public international qui coordonne le séquençage de tous les chromosomes de cette céréale à la base de l’alimentation d’un très grande partie de l’humanité ; l’entreprise peut sembler gigantesque, car le génome du blé tendre est environ 150 plus grand que celui d’Arabidopsis thaliana, et 5 fois plus grand que celui de l’homme !

Tous ces consortia internationaux publics sont des structures de coordination ; les financements sont eux apportés par les organismes tutelles et agences de financement dont dépendent chaque membre dans leur pays. Ces recherches ne sont pas brevetables et servent à tous.

Les astérisques* qui figurent après le nom des plantes dont le génome a déjà été séquencé ou est en train de l’être indiquent que la France y a joué ou y joue aujourd’hui un rôle important, voire déterminant ; leur nombre montre que notre pays a été et continue à être un véritable moteur dans ces avancées scientifiques et dans les retombées pratiques qu’elles préparent au bénéfice des agriculteurs et des consommateurs.

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