Pour des cultures de légumineuses plus résistantes
Tout comme le changement climatique et la sécurité alimentaire, notre capacité à produire des aliments sains et nutritifs en quantité suffisante pour nourrir la population européenne est une préoccupation majeure qui rend plus importantes que jamais les améliorations apportées aux variétés cultivées. Au cours des 5 dernières années, ABSTRESS, un consortium financé par l'UE, a étudié comment mettre à profit les technologies génétiques les plus récentes pour introduire des cultures commerciales durables présentant une résistance directe aux aléas environnementaux et aux conditions biologiques. Le consortium, constitué de 13 partenaires issus de 7 pays de l'UE, a étudié les légumineuses car «elles ont la particularité de travailler avec des micro-organismes pour fixer l'azote de l'atmosphère dans leurs racines et d'agir ainsi comme engrais naturel», déclare Adrian Charlton, coordinateur du projet, de Fera Science au Royaume-Uni. Toutefois, certaines légumineuses européennes telles que les haricots et les pois sont assez sensibles aux maladies, notamment différents pathogènes qui vivent dans le sol et attaquent les végétaux par leurs racines, entraînant ainsi leur flétrissement. «Ceci empêche de prévoir le rendement des cultures, ce qui sera encore amplifié par le phénomène de sécheresse qui pourrait devenir plus courant en Europe en conséquence au changement climatique», ajoute M. Charlton. Le projet ABSTRESS a utilisé des approches génomiques comparatives pour étudier les réseaux de gènes des pois qui contrôlent la capacité des plants à pousser en conditions arides ou à résister aux effets de pathogènes tels que le Fusarium. L'équipe a aussi étudié la Medicago truncatula (luzerne tronquée), une petite légumineuse formant des buissons bas, similaire au trèfle et originaire de la région méditerranéenne. «Cette plante à pousse rapide est souvent prise pour modèle pour la culture de légumineuses en raison de la petitesse de son génome, que l'on connaît bien. Elle nous permet de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse de la plante à la sécheresse et à la maladie», explique M. Charlton. Les données génétiques obtenues ont servi à identifier des gènes de «centre» de contrôle dans la culture puis à identifier d'autres gènes similaires dans d'autres cultures telles que les plants de tomate. À partir de ces informations, de nouvelles graines ont été créées avec des versions mutées des gènes importants. Parallèlement à l'analyse génétique, les végétaux cultivés en conditions de stress ont été analysés au moyen de technologies d'imagerie moléculaire telles que l'imagerie à rayons X et infrarouge, dans le but de déceler les premiers signes de stress dans la plante. Selon M. Charlton, ceci a permis à l'équipe de comprendre pourquoi certaines plantes donnaient de meilleurs résultats que d'autres. «Nous examinons la sécheresse pré-symptomatique et le stress généré par le Fusarium afin de pouvoir identifier les mécanismes les plus efficaces utilisés par les plantes pour se protéger», explique-t-il. L'équipe d'ABSTRESS souhaitait en outre comprendre le rôle des micro-organismes du sol dans la santé des plantes. «Nous avons montré qu'en modifiant génétiquement les micro-organismes présents dans les nodules de racine des légumineuses, nous pouvons aussi améliorer la résistance de la plante à la sécheresse», conclut M. Charlton. Le consortium est parvenu à produire des pois mutants présentant des caractéristiques génétiques prometteuses. «Les nouvelles variétés de graines que nous avons créées seront intégrées à des programmes de culture afin d'évaluer leur utilité comme ressource pour faire pousser des végétaux résistants à la sécheresse et au Fusarium», déclare M. Charlton. «Ceci servira de banc d'essai à l'application des dernières technologies pour cultiver une nouvelle génération de plantes mieux armées pour résister aux changement climatiques».
Mots‑clés
ABSTRESS, Fusarium, Medicago truncatula, pois mutants, micro-organismes du sol, résistance à la sécheresse