Une équipe internationale a réussi à propager des souches de riz hybrides commerciales sous forme de clones via des semences avec une efficacité de 95 %. Cela peut réduire le coût des semences de riz hybride, rendant les lignées de riz à haut rendement résistantes aux maladies accessibles aux agriculteurs à faible revenu du monde entier. Les travaux ont été publiés le 27 décembre dans Nature Communications.

Les hybrides de plantes de première génération présentent souvent des performances supérieures à celles de leurs lignées parentales, un phénomène appelé vigueur hybride. Mais cela ne tient pas si les hybrides sont croisés ensemble pour la deuxième génération. Ainsi, lorsque les agriculteurs veulent utiliser des variétés de cultures hybrides performantes, ils doivent acheter de nouvelles semences à chaque saison.

Le riz, une culture de base pour la moitié de la population mondiale, est relativement coûteux à cultiver en tant qu’hybride pour une augmentation de rendement d’environ 10 pour cent. Cela signifie que les avantages du riz hybride n’ont pas encore atteint de nombreux agriculteurs du monde, a déclaré Gurdev Khush, professeur adjoint émérite au Département des sciences végétales de l’Université de Californie à Davis. Travaillant à l’Institut international de recherche sur le riz de 1967 jusqu’à sa retraite à UC Davis en 2002, Khush a dirigé les efforts pour créer de nouvelles variétés de riz à haut rendement, travail pour lequel il a reçu un World Food Award en 1996.

Une solution à cela consiste à propager les hybrides sous forme de clones qui resteront identiques de génération en génération sans autre reproduction. De nombreuses plantes sauvages peuvent produire des graines qui sont des clones d’elles-mêmes, un processus appelé apomixie.

« Une fois que vous avez un hybride, si vous pouvez induire l’apomixie, vous pouvez le cultiver chaque année », a déclaré Khush.

Cependant, le transfert de l’apomixie aux plantes cultivées principales s’est avéré difficile à réaliser.

Une étape vers les semences hybrides clonées

En 2019, une équipe dirigée par le professeur Venkatesan Sundaresan et le professeur adjoint Imtiyaz Khanday du département de biologie végétale et des sciences végétales de l’UC Davis a réalisé l’apomixie des plants de riz, environ 30% des graines étant des clones.

Sundaresan, Khanday et leurs collègues en France, en Allemagne et au Ghana ont maintenant atteint une efficacité clonale de 95 %, en utilisant des lignées de riz hybrides commerciales, et ont démontré que le processus peut être maintenu pendant au moins trois générations.

Le processus en une étape implique une modification de trois gènes appelés MiMe qui amène les plantes à passer de la méiose, le processus utilisé par les plantes pour former des ovules, à la mitose, dans laquelle une cellule se divise en deux copies d’elle-même. D’autres modifications génétiques induisent l’apomixie. Le résultat est une graine qui peut devenir une plante génétiquement identique à son parent.

La méthode permettra aux entreprises semencières de produire des semences hybrides plus rapidement et à plus grande échelle, ainsi que de fournir aux agriculteurs des semences pouvant être stockées et replantées saison après saison, a déclaré Khush.

« L’apomixie des plantes cultivées est la cible de la recherche mondiale depuis plus de 30 ans, car elle peut rendre la production de semences hybrides accessible à tous », a déclaré Sundaresan. « L’augmentation des rendements des cultures qui en résulte peut aider à répondre aux besoins mondiaux d’une population croissante sans augmenter l’utilisation des terres, de l’eau et des engrais à des niveaux insoutenables. »

Les résultats peuvent être appliqués à d’autres cultures vivrières, a déclaré Sundaresan. En particulier, le riz est le modèle génétique d’autres cultures céréalières, dont le maïs et le blé, qui constituent ensemble les aliments de base dans le monde.

Khush se souvient qu’il a organisé une conférence en 1994 sur l’apomixie dans la sélection du riz. Lorsqu’il est retourné à UC Davis en 2002, il a fourni une copie des actes de la conférence à Sundaresan.

« C’est un vieux projet », a-t-il dit.

Référence: Vernet A, Meynard D, Lian Q, et al. Apomixie synthétique à haute fréquence chez le riz hybride. Nat Commun. 2022;13(1):7963. est ce que je:10.1038/s41467-022-35679-3

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