Le virus de la marbrure jaune du riz (RYMV) est responsable de pertes de récoltes élevées en Afrique, en particulier chez les petits agriculteurs. Une équipe de recherche a désormais produit des lignées de riz résistantes à la maladie grâce à l’édition du génome.
Les variétés de riz dont l’équipe décrit le développement dans Journal de biotechnologie végétaleconstituent une étape préliminaire vers la capacité de générer des variétés élites résistantes et adaptées localement pour les petits producteurs alimentaires en Afrique.
Le RYMV est un virus à ARN propagé par les coléoptères et par contact direct de feuille à feuille. En Afrique, où la majorité des producteurs exploitent des parcelles d’à peine un hectare, entre dix et cent pour cent des récoltes de riz sont régulièrement perdues à cause de ce virus. Cela constitue un problème potentiellement mortel pour les agriculteurs les plus pauvres.
Il n’existe aucune protection efficace contre le virus. « La seule véritable protection consiste à développer des variétés de riz possédant un gène de résistance au RYMV, ce qui rendrait la plante invulnérable », explique le Dr Yugander Arra, auteur principal de l’étude. publié dans Journal de biotechnologie végétale.
Une équipe de recherche de l’Institut de physiologie moléculaire du HHU (dirigée par le professeur Wolf B. Frommer) et de l’Institut de recherche pour le développement (IRD) de Montpellier, en France, a développé de telles lignées de riz résistantes.
Trois gènes de résistance sont actuellement connus ; des mutations dans un seul gène, RYMV1, 2 et 3, suffisent pour obtenir une résistance. La forme résistante rymv2 est présente dans les variétés de riz africain (Oryza glaberrima) à faible rendement. RYMV2, également connu sous le nom de CPR5.1, code pour une protéine essentielle provenant des pores du noyau cellulaire.
Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, la perte de la seule copie du gène CPR5 entraîne un large spectre de résistance aux virus, bactéries et champignons. Cependant, la croissance est sévèrement limitée ; les plantes présentent des lésions spontanées et produisent de faibles rendements. Il était donc important de tester si la résistance au rymv2 pouvait être transférée à d’autres variétés de riz sans conséquences négatives.
En Afrique, d’autres variétés de riz à haut rendement basées sur l’espèce asiatique Oryza indica sont principalement utilisées, et celles-ci ne possèdent pas le gène de résistance. L’insertion du gène pertinent n’est cependant pas une approche particulièrement prometteuse dans la mesure où les descendants de ces hybrides « inter-espèces » sont hautement stériles et ne peuvent donc pas se reproduire et transmettre facilement la résistance.
Grâce à la méthode d’édition du génome CRISPR/Cas, le groupe de recherche a maintenant montré que des mutations du gène RYMV2 peuvent être produites dans une variété de riz asiatique, la rendant résistante au virus de la même manière que la forme africaine. Dans la prochaine étape, l’objectif est de modifier de la même manière les variétés élites africaines pertinentes afin de les mettre à la disposition des petits producteurs africains. Aider ces agriculteurs est l’objectif du consortium de recherche international « Healthy Crops », dirigé par HHU.
Les plantes possèdent des mécanismes héréditaires qui étaient utiles à la survie dans les premiers jours de l’évolution, mais qui sont aujourd’hui plus susceptibles d’être nuisibles. Le maïs en est un bon exemple : un gène provoque l’avortement des grains lorsque des conditions de sécheresse prévalent au moment de la fertilisation. Cette caractéristique causée par le gène était bénéfique pour les ancêtres sauvages vivaces des plants de maïs d’aujourd’hui, mais a un effet néfaste sur le rendement des plantes annuelles aujourd’hui utilisées en agriculture.
La situation est similaire avec le riz examiné ici. Le professeur Frommer explique : « Ce caractère de résistance est dû à la perte d’une fonction génétique qui n’est pas essentielle. Si nous désactivons complètement le gène, les plantes se comportent normalement. résistant au virus. »
Le Dr Eliza Loo, responsable du groupe Healthy Crops, ajoute : « Il s’agit pour ainsi dire d’un archétype qui était utile à ses ancêtres, mais qui entraîne désormais des pertes de récoltes dévastatrices en période de sécheresse. Il semblerait opportun de désactiver ce gène. et cela n’a aucun effet secondaire évident.
Étonnamment, ni la désactivation du gène CPR5.2, étroitement apparenté, ni celle des deux gènes RYMV 2 et CPR5.2, du moins dans des conditions de serre, n’entraînent de déficiences. Il convient également de noter que la perte de CPR5.2 n’entraîne pas de résistance au RYMV. Tout indique que l’édition du gène RYMV2 constitue une approche prometteuse pour lutter contre la maladie du riz en Afrique.
Plus d’information:
Yugander Arra et al, Résistance au virus de la marbrure jaune du riz par édition du génome d’Oryza sativa L. ssp. gène de la nucléoporine japonica OsCPR5.1 mais pas OsCPR5.2, Journal de biotechnologie végétale (2023). DOI : 10.1111/pbi.14266