Le maïs est l’un des organismes modèles classiques pour la recherche génétique. Cependant, la faible fréquence de transformation reste un goulot d’étranglement important pour de nombreuses applications d’édition génétique.
Les chercheurs du Centre VIB-UGent pour la biologie des systèmes végétaux ont fait des progrès substantiels pour surmonter ce goulot d’étranglement. En tirant parti d’une combinaison de vecteurs ternaires et de régulateurs morphogéniques, ils ont considérablement amélioré l’efficacité de la transformation, ouvrant la voie à une recherche plus efficace et à des applications innovantes.
Leurs recherches sont publié dans Le journal des plantes.
S’attaquer au goulot d’étranglement de la transformation
Le maïs (Zea mays L.) est une culture mondiale très importante pour des applications agricoles et industrielles, mais également un organisme modèle clé dans la recherche génétique. Traditionnellement, l’édition génétique du maïs repose sur une transformation médiée par Agrobacterium. Cependant, une faible fréquence de transformation chez cette espèce crée un goulot d’étranglement dans la recherche génétique, y compris les nouvelles techniques génomiques (NGT).
Une équipe de recherche du VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, en collaboration avec un collaborateur de l’Université de Californie à Davis aux États-Unis, s’est attaquée à ce goulot d’étranglement sur deux fronts. Ils ont introduit un plasmide auxiliaire supplémentaire dans Agrobacterium, augmentant ainsi sa capacité à transférer l’ADN vers les cellules de maïs. De plus, ils ont utilisé des chimères GRF-GIF, un type de régulateur morphogénique, pour augmenter la régénération des cellules transformées en plantes. En combinant ces technologies, le nombre de plantes transformées qu’elles pourraient générer a été multiplié par 20.
« Augmenter la fréquence de transformation a été un objectif pour de nombreux groupes de recherche dans le monde. Cependant, les résultats publiés antérieurement sont souvent basés sur une seule expérience ponctuelle. Ici, nous avons évalué nos méthodes sur de nombreuses années, expériences et opérateurs. Cela nous donne une base scientifique solide pour mettre en œuvre nos résultats dans des recherches ultérieures », déclare Laurens Pauwels, chef de groupe au centre VIB-UGent pour la biologie des systèmes végétaux.
Implications pour l’avenir
La recherche a été effectuée sur une lignée pure de maïs appelée B104. Bien que cette ligne soit souvent utilisée dans la recherche, elle présente des avantages économiques limités pour l’agriculture belge. La lignée consanguine n’est pas bien adaptée aux conditions de croissance locales et les agriculteurs utilisent généralement des hybrides.
Les chercheurs visent désormais à transformer des lignées consanguines de maïs. L’objectif final est d’acquérir des connaissances pour créer de nouveaux hybrides agronomiquement viables et économiquement bénéfiques pour les agriculteurs locaux, mais difficiles à transformer avec les anciennes méthodes.
« Notre prochain objectif sera les applications sur le terrain. Si nous pouvons transformer des lignées de maïs consanguines qui sont plus intéressantes pour les agriculteurs, nous pourrons peut-être créer des plantes hybrides plus intéressantes. Cela peut être le point de départ pour utiliser les NGT plus efficacement dans l’agriculture. » déclare Wout Vandeputte, premier auteur et doctorat. étudiant au VIB-UGent Centre de Biologie des Systèmes Végétaux.
Plus d’information:
Wout Vandeputte et al, Utilisation de chimères GRF-GIF et d’un système de vecteurs ternaires pour améliorer la fréquence de transformation du maïs (Zea mays L.), Le journal des plantes (2024). DOI : 10.1111/tpj.16880