Plus de 20 ans après la première diffusion du génome humain, des scientifiques de la Ludwig-Maximilians-Universität München et de l’Institut Max Planck pour la recherche sur la sélection végétale à Cologne ont pour la première fois décodé le génome très complexe de la pomme de terre.
Cette étude techniquement exigeante jette les bases biotechnologiques pour accélérer la sélection de variétés plus robustes – un objectif dans la sélection végétale depuis de nombreuses années et une étape importante pour la sécurité alimentaire mondiale.
Avant que la pomme de terre ne soit reconnue comme comestible, elle était populaire en Europe comme plante ornementale. Le pollen des grandes fleurs est normalement collecté par les bourdons, qui assurent ainsi la pollinisation. Dans la présente étude, les génomes de grains de pollen individuels ont été analysés pour produire la première carte complète d’un génome de pomme de terre. Crédit image : Pixel maximumCC0 Domaine public
Lorsqu’ils achètent des pommes de terre sur un marché aujourd’hui, les acheteurs peuvent bien rentrer chez eux avec une variété qui était déjà disponible il y a plus de 100 ans. Les variétés de pommes de terre traditionnelles sont populaires. Et pourtant, cet exemple met également en évidence un manque de diversité parmi les variétés de pommes de terre prédominantes.
Cependant, cela pourrait bientôt changer : les chercheurs du groupe du généticien Korbinian Schneeberger ont pu générer le premier assemblage complet d’un génome de pomme de terre. Cela ouvre la voie à la sélection de nouvelles variétés robustes :
« La pomme de terre fait de plus en plus partie intégrante des régimes alimentaires du monde entier, y compris même des pays asiatiques comme la Chine, où le riz est l’aliment de base traditionnel. En nous appuyant sur ce travail, nous pouvons désormais mettre en œuvre la sélection assistée par le génome de nouvelles variétés de pommes de terre qui seront plus productives et également résistantes au changement climatique – cela pourrait avoir un impact énorme sur la sécurité alimentaire dans les décennies à venir ».
En particulier, la faible diversité rend les plants de pommes de terre sensibles aux maladies. Cela peut avoir des conséquences dramatiques, les plus dramatiques pendant la famine irlandaise des années 1840, où pendant plusieurs années, presque toute la récolte de pommes de terre a pourri dans le sol, et des millions de personnes en Europe ont souffert de la famine simplement parce que la seule variété cultivée n’était pas résistante. à la brûlure du tubercule nouvellement apparue.
Au cours de la révolution verte des années 1950 et 1960, les scientifiques et les phytogénéticiens 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 créer de nouvelles variétés avec des rendements plus élevés sont restés largement infructueux jusqu’à aujourd’hui.
La raison en est simple mais s’est avérée difficile à aborder – au lieu d’hériter d’une copie de chaque chromosome du père et de la mère (comme chez l’homme), les pommes de terre héritent de deux copies de chaque chromosome de chaque parent, ce qui en fait une espèce avec quatre copies de chaque chromosome (tétraploïde).
Quatre copies de chaque chromosome signifient également quatre copies de chaque gène, ce qui rend très difficile et chronophage la création de nouvelles variétés qui abritent une combinaison souhaitée de propriétés individuelles ; De plus, les copies multiples de chaque chromosome font également de la reconstruction du génome de la pomme de terre un défi technique beaucoup plus difficile que ce n’était le cas pour le génome humain.
Les chercheurs ont surmonté cet obstacle de longue date en utilisant une astuce simple mais élégante. Au lieu d’essayer de différencier les quatre copies chromosomiques, souvent très similaires, Korbinian Schneeberger, avec son collègue Hequan Sun et d’autres collègues, a contourné ce problème en séquençant l’ADN d’un grand nombre de cellules polliniques individuelles. Contrairement à toutes les autres cellules, chaque cellule pollinique ne contient que deux copies aléatoires de chaque chromosome ; ceci a facilité la reconstruction de la séquence du génome entier.
Une vue d’ensemble de la séquence complète d’ADN de la pomme de terre cultivée a le potentiel de 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 variants génétiques responsables de désirs ou d’indésirables.
La source: MPG
