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Jul 09, 2023

L'édition génétique améliore la qualité des grains et réduit le stress thermique dans le riz

Alors que les températures mondiales continuent d’augmenter, maintenir la qualité et le rendement des cultures adaptées aux basses températures deviendra de plus en plus un défi. Une culture connue pour être affectée par des températures plus élevées

Alors que les températures mondiales continuent d’augmenter, maintenir la qualité et le rendement des cultures adaptées aux basses températures deviendra de plus en plus un défi. Une culture connue pour être affectée par des températures nocturnes plus élevées pendant la phase de maturation est le riz, qui peut présenter un état connu sous le nom de « crayeur » en raison du stress thermique.

On parle de crayosité lorsque les granules de riz sont moins compacts en raison de la diminution de la concentration en amidon. Cela peut entraîner une baisse des rendements de mouture, de la qualité de cuisson et de la valeur marchande globale.

Un nouvel article publiédans Plant Journal par des chercheurs de l'Université de l'Arkansas (U of A) et de la Division de l'agriculture du système de l'Université de l'Arkansas, ou UADA, peut offrir un remède à la craie induite par la chaleur et génétique. L'article, « La mutagenèse ciblée du gène de la pyrophosphatase vacuolaire H+ translocant réduit le crayage des grains dans le riz », détaille comment l'équipe a pu modifier génétiquement une souche de riz japonica pour réduire le crayeur.

Les chercheurs ont spécifiquement ciblé un gène qui code pour la pyrophosphatase de translocation vacuolaire H+ (V-PPase), une enzyme connue pour jouer un rôle dans l'augmentation de la crayosité des grains. Grâce à la technologie d’édition de gènes CRISPR-Cas9, l’équipe a pu réduire l’expression de la V-PPase en modifiant un élément promoteur, qui contrôle son expression.

Les lignées de riz mutées ont entraîné une diminution de 7 à 15 fois du caractère crayeux, selon la souche de riz, avec pour conséquence une augmentation du poids des grains. Les résultats ont résisté même à des températures nocturnes accrues. Dans l’ensemble, les lignées mutées étaient caractérisées par un emballage plus compact des granules d’amidon et la formation de grains de riz translucides (par opposition à crayeux), montrant une nette amélioration de la qualité du riz.

Le processus était suffisamment nouveau pour que le premier auteur de l'article, Peter James Icalia Gann, boursier Fulbright dans le programme de biologie cellulaire et moléculaire, et co-auteur, Vibha Srivastava, professeur au Département des sciences des cultures, des sols et de l'environnement, titulaire d'un rendez-vous conjoint avec l'U de A et l'UADA, déposé un brevet provisoire.

"Si nous voulons maintenir la vie sur notre planète, il est vraiment important d'identifier des solutions aux problèmes de nos systèmes alimentaires qui résultent de l'augmentation des températures moyennes", a déclaré Gann. "Nous étions vraiment ravis de partager nos découvertes utilisant l'édition génétique du riz pour améliorer la qualité des grains qui reste constante, même en cas de stress thermique."

Parmi les autres co-auteurs figuraient Dominic Dharwadker, étudiant spécialisé en chimie et biochimie à l'Université de l'Alberta, ainsi que Sajedeh Rezaei Cherati, Kari Vinznat et Mariya Khodakovskaya du Département de biologie de l'Université de l'Arkansas à Little Rock.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université de l'Arkansas