Des chercheurs du Centre John Innes, en collaboration avec une équipe internationale de chercheurs, ont découvert un nouveau gène réduisant la hauteur Rht13, ce qui signifie que les graines peuvent être plantées plus profondément dans le sol, donnant accès à l’humidité, sans l’effet négatif sur l’émergence des semis observé avec le blé existant. variétés.

Les variétés de blé avec le gène Rht13 pourraient être rapidement transformées en variétés de blé pour permettre aux agriculteurs de cultiver du blé à hauteur réduite dans des conditions de sol plus sèches.

« Nous avons trouvé un nouveau mécanisme qui peut produire des variétés de blé à hauteur réduite sans certains des inconvénients associés aux gènes semi-nanifiants conventionnels. La découverte du gène, ses effets et sa localisation exacte sur le génome du blé signifient que nous pouvons donner sélectionneurs un marqueur génétique parfait pour leur permettre de sélectionner un blé plus résistant au climat », a déclaré le Dr Philippa Borrill, chef de groupe du Centre John Innes, auteur correspondant de l’étude.

L’étude, qui paraît dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS)suggère que les avantages agronomiques supplémentaires du nouveau gène semi-nain pourraient inclure des tiges plus rigides, mieux à même de résister aux intempéries.

Depuis les années 1960 et la « révolution verte », les gènes de hauteur réduite ont augmenté les rendements mondiaux du blé parce que le blé à tige courte qu’ils produisent investit davantage dans les grains que dans les tiges et a amélioré la capacité debout.

Cependant, les gènes de la révolution verte intégrés au blé présentent également un inconvénient important : lorsque ces variétés sont plantées plus profondément pour accéder à l’humidité dans des environnements limités en eau, elles peuvent ne pas atteindre la surface du sol.

Le gène nain Rht13, récemment découvert, surmonte ce problème d’émergence des semis car le gène agit dans les tissus situés plus haut dans la tige de blé. Ainsi, le mécanisme de nanisme ne prend effet qu’une fois que la plantule a complètement émergé. Cela donne aux agriculteurs un avantage significatif lors de la plantation plus profonde dans des conditions sèches.

La découverte du gène de nanisme Rht13 a été rendue possible par les récentes avancées de la recherche en génomique du blé, principalement la publication en 2020 du Pan Genome, un atlas de 15 génomes de blé collectés dans le monde entier.

Des études antérieures avaient identifié le locus Rht13 – la région de l’ADN – comme étant situé sur le chromosome 7B du génome du blé, mais le gène sous-jacent n’avait pas été identifié.

En collaboration avec le groupe de Wolfgang Spielmeyer du CSIRO Australie, les chercheurs ont utilisé le séquençage de l’ARN et des chromosomes pour retrouver le nouveau gène semi-nain.

Ils ont trouvé un changement de mutation en un point – un changement d’une seule lettre dans une séquence d’ADN – et cette variation sur le locus Rht13 code pour un gène NB-LRR autoactif, un gène lié à la défense, qui est activé en permanence.

Des expériences testant les effets du gène dans une gamme de plants de blé transgéniques ont confirmé que la variation Rht13 représente une nouvelle classe de gènes de taille réduite – plus communément associée à la résistance aux maladies par opposition aux gènes largement utilisés de la révolution verte (Rht-B1b et Rht- D1b)) qui sont associés aux hormones et affectent donc la croissance globale.

« Il s’agit d’une découverte passionnante car elle ouvre une nouvelle voie pour utiliser ces gènes NB-LRR autoactifs dans l’élevage en agriculture. » explique le Dr Borrill. « Dans les environnements secs, le gène alternatif de hauteur réduite permettra aux agriculteurs de semer des graines en profondeur – et de ne pas avoir à parier sur l’émergence des semis. Nous pensons que les tiges plus rigides pourraient entraîner moins de verse – là où les tiges tombent – et le la régulation à la hausse d’un gène de nanisme lié à un agent pathogène peut aider à améliorer la réponse de résistance à certains agents pathogènes.

La prochaine étape de cette recherche consistera à tester le fonctionnement de ce gène dans divers environnements agronomiques, du Royaume-Uni à l’Australie. L’équipe de recherche étudie également le fonctionnement du mécanisme et explore l’hypothèse selon laquelle cela pourrait être dû à des restrictions moléculaires sur la paroi cellulaire empêchant l’allongement.

Un gène NB-LRR autoactif provoque le nanisme Rht13 chez le blé, apparaît dans le PNAS.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Centre John Innes. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.