Alors que l’insécurité alimentaire mondiale a atteint un sommet périlleux en 2022, les scientifiques ont intensifié leurs efforts pour perfectionner les meilleures pratiques afin de protéger les rendements des principales cultures qui sont essentielles pour lutter contre ce problème. Et, alors que le riz représente une petite partie de la récolte annuelle du Missouri, il est, avec le maïs et le soja, des aliments de base essentiels qui aident à lutter contre l’insécurité alimentaire non seulement aux États-Unis, mais dans le monde entier.
Dans une étude récente qui a examiné le fonctionnement des maladies dans les cultures de riz, des chercheurs de l’Université du Missouri auraient peut-être trouvé des réponses cruciales.
Dans cette étude, Bing Yang, professeur de biologie végétale au MU College of Agriculture, Food and Natural Resources et au Donald Danforth Plant Science Center, a utilisé l’édition du génome comme outil pour identifier les agents pathogènes problématiques présents dans certaines bactéries qui conduisent à des infections prolifiques dans le riz. cultures. Ses recherches aident les scientifiques à comprendre le fonctionnement de ces agents pathogènes et peuvent ainsi déterminer comment se prémunir contre les infections généralisées qui détruisent les rendements.
Cette recherche donne un aperçu de la relation hôte-pathogène, permettant aux scientifiques de mieux modifier génétiquement les plantes pour qu’elles survivent aux maladies des cultures.
« Sur la base des progrès de la compréhension scientifique réalisés au cours de cette étude, nous sommes désormais en mesure de développer des stratégies pour concevoir la résistance de l’hôte contre les bactéries », a déclaré Yang. « C’est ainsi que nous pouvons soutenir la résistance des plantes en général. »
Tout d’abord, l’équipe de recherche a découvert un moyen de « désactiver » les gènes. Lorsque des gènes spécifiques sont éliminés de la bactérie, cela permet aux scientifiques de mieux comprendre les fonctions de ces gènes spécifiques. Les chercheurs ont ensuite testé les propriétés infectieuses, ce qui a toujours été un processus à forte intensité de main-d’œuvre.
« Cette recherche nous permet de mieux comprendre quelles bactéries possèdent des qualités pathogènes et comment ces qualités correspondent aux infections chez certaines espèces de plantes », a déclaré Yang. « En fin de compte, ces avancées dans l’édition de gènes nous aident à modifier le génome des cultures, dans ce cas le riz, de manière à renforcer la résistance qui les protège des maladies. »
En utilisant une technique révolutionnaire d’édition de gènes appelée CRISPR – une méthode où les scientifiques modifient les gènes en coupant l’ADN puis en le laissant se réparer naturellement – Yang et son équipe ont édité un échantillon de bactéries dans le but de déterminer exactement quels gènes avaient des qualités pathogènes qui infecteraient les protéines. dans le génome de la riziculture.
Notamment, la méthode de Yang révolutionne un processus connu sous le nom de recombinaison homologue, qui est connu pour être inefficace et chronophage.
« Mon objectif de recherche à long terme est une meilleure compréhension de la biologie des maladies et de la biologie végétale et du processus d’utilisation de la technologie de pointe pour concevoir la résistance aux maladies », a déclaré Yang. « Je veux également concevoir le produit pour qu’il soit plus nutritif et en plus grande quantité tout en augmentant le rendement d’une saison et en réduisant la perte de rendement.
En tant que spécialiste de la pathologie végétale depuis plus de 15 ans, Yang a déclaré que les bactéries, y compris celles qui ont des qualités symbiotiques (bénéfiques) et pathogènes, sont essentielles au maintien de la vie et de la santé de nos écosystèmes.
« Éditeurs efficaces de base de cytosine basés sur CRISPR-Cas9 pour les bactéries phytopathogènes », a été publié dans Biologie des communications.
Plus d’information:
Chenhao Li et al, éditeurs efficaces de base de cytosine basés sur CRISPR-Cas9 pour les bactéries phytopathogènes, Biologie des communications (2023). DOI : 10.1038/s42003-023-04451-8