Cisgénèse et intragénèse pour réveiller le potentiel génétique d’une espèce

Sélection de plantes obtenues par cisgénèse ou intragénèse, NBT centrées sur l'échange de matériel génétique intraspécifiqueA la différence de la transgénèse (qui vise à introduire un gène le plus souvent issu d’un autre règne), la cisgénèse et l’intragénèse consistent à employer la même méthode, mais pour des gènes de variétés de la même espèce ou d’espèces compatibles sexuellement. Il s’agit de faciliter l’acquisition d’un trait intéressant par une variété de culture, sans recourir à la reproduction sexuée et à un long travail de rétrocroisement, ce qui en fait une NBT (New Breeding Techniques) particulièrement intéressante.

 

Grâce au développement du séquençage génétique des plantes, de plus en plus de gènes d’intérêt (résistance aux maladies, adaptation à un nouveau milieu…) sont identifiés au sein des variétés d’une même espèce ou chez ses proches cousines. La rareté des gènes d’intérêt est donc de moins en moins une contrainte. De sorte, la logique de la transgénèse de transplanter chez des espèces, parfois très « lointaines », des gènes étrangers perd de sa pertinence, des alternatives « plus proches » étant découvertes.

 

Cisgénèse et intragénèse reposent toutes deux sur l’échange de matériel génétique entre des variétés d’une même espèce ou d’espèces pouvant se croiser naturellement. La première consiste à transférer un gène entier, sans modification. La seconde correspond au transfert de portions incomplètes de gènes, mais qui suffisent à modifier l’expression ou le fonctionnement d’un ou plusieurs gènes.

 

Ces deux méthodes permettent ainsi de :
- Conférer une nouvelle propriété à une variété végétale (résistance, adaptation, rendement…)
- Modifier l’expression d’un gène (augmenter ou réduire son effet sur l’organisme)
- Inactiver complètement un gène

 

Hâter la nature

 

L’intérêt principal de ces techniques est d’accélérer l’acquisition d’une nouvelle caractéristique par une variété de plante cultivée. Par exemple, le blé tendre (le froment) possède trois génomes distincts (quand l’homme n’en compte qu’un seul). Chez cette espèce a été identifié un gène de résistance à l’oïdium, l’une des principales maladies qui l’affectent. Or ce gène de résistance n’est présent que dans un seul des trois génomes et il s’agit de surcroit d’un allèle récessif (une version d’un gène qui ne s’exprime pas).
Par conséquent pour qu’un plant de blé tendre présente une résistance à l’oïdium, il faut donc que le gène d’intérêt soit transmis aux deux autres génomes, et que ceux-ci n’incluent que ce gène récessif, qui va dès lors s’exprimer. En laissant faire le hasard, un tel phénomène n’a qu’une probabilité de 10-27. En pratique, il faudrait cultiver sur l’ensemble du globe du blé tendre pendant 4 millions d’années, pour que statistiquement un unique plant de blé développe la résistance voulue (dont sa descendance à très peu de chances de profiter du fait du croisement sexué).
Ce constat fait, la cisgénèse est une solution pour hâter un phénomène inenvisageable à l’échelle humaine.

 

Cisgénèse et intragénèse ont donc pour principal intérêt d’accélérer le développement de variétés intéressantes pour la culture. Hormis l’exemple du blé tendre, ces méthodes sont particulièrement adaptées pour l’arboriculture fruitière, dont les cycles de reproduction sont longs (de l’ordre de 5 ans entre la mise en terre de la semence et le premier fruit). En effet, en sélection classique (par reproduction sexuée), il faut procéder à des rétrocroisements pour éliminer les caractéristiques non désirées de la variété « donneuse » et ne conserver que la caractéristique/gène d’intérêt au sein de la variété élite. Pour des espèces fruitières, le délai de création d’une nouvelle variété peut ainsi être ramené de 25 à 5 ans.

 

Le potentiel de la cisgénèse et de l’intragénèse est déjà mis en application, avec le développement de nouvelles variétés de :
- Pommiers résistants à la tavelure (champignon)
- Pommiers résistants au mildiou (champignon)
- Fraisiers résistants à la pourriture grise (champignon)
- Pomme de terre résistante au mildiou (champignon)
- Pomme de terre dont la teneur en acrylamide (composé chimique toxique) a été réduite
- Orge augmentant la phytase (ce qui facilite la digestion)
Les variétés en cours de création répondent donc à un double-objectif environnemental et sanitaire, en diminuant les pertes de production dues aux maladies, tout en réduisant le besoin d’utiliser des produits phytosanitaires et en créant des aliments plus sains.

 

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