Les pommiers réagissent à une infection virale commune en ciblant un gène dans la même voie que les généticiens visent, trouvent des scientifiques de l’Université de Manchester. La découverte publiée dans Biologie actuelle montre que les arbres fruitiers, qui développent des branches caoutchouteuses lorsqu’ils sont infectés, reflètent la façon dont les scientifiques tentent de modifier génétiquement les arbres.
Le virus du bois caoutchouteux du pommier (ARWV), qui cause la maladie du bois caoutchouteux, est maintenant largement, sinon totalement, éliminé des pommiers commerciaux. Cependant, une enquête approfondie au Royaume-Uni dans les années 1950, lorsque l’ARWV était répandu, a révélé que dans certains cas, plus de 50% des pommiers échantillonnés étaient infectés par le virus. La présence généralisée du virus à travers le monde est bien documentée.
Bien que leurs branches deviennent plus flexibles, aucun effet néfaste pour les humains qui ont mangé des fruits des arbres infectés n’a été enregistré et il n’y a eu aucune conséquence environnementale néfaste.
L’étude fournit également des informations importantes sur la façon dont les scientifiques pourraient un jour être en mesure de traiter les tissus végétaux ligneux afin qu’ils produisent efficacement les sucres nécessaires aux biocarburants. Le matériel végétal ligneux représente une vaste ressource renouvelable qui a le potentiel de produire des biocarburants et d’autres produits chimiques avec des émissions nettes de dioxyde de carbone plus favorables. Cependant, les scientifiques n’ont pas encore trouvé de moyen efficace de libérer son importante réserve de sucres, estimée à environ 70 %.
L’équipe scientifique a montré que les symptômes des infections à ARWV résultent d’une réduction de la lignine, un polymère organique complexe qui forme le matériau structurel clé soutenant les tissus de la plupart des plantes.
En utilisant le séquençage de nouvelle génération (NGS) pour analyser l’expression de tous les gènes dans les branches caoutchouteuses du pommier, ils ont découvert que la phénylalanine ammoniaque lyase (PAL), une enzyme responsable de la biosynthèse de la lignine, était supprimée par la plante en réponse à l’infection.
La réponse à l’infection par l’ARWV conduit la plante à générer plusieurs petits ARN interférents, connus sous le nom de (vasiARN). Les vasiARN ciblent ensuite plusieurs des propres gènes de la plante pour qu’ils soient régulés négativement – ou dégradés – dans ce qui est supposé faire partie d’une réponse de défense antivirale.
L’un des gènes régulés à la baisse par la plante est PAL, ce qui entraîne la diminution de la biosynthèse de la lignine qui donne une flexibilité accrue des branches et facilite la libération des sucres.
Le mécanisme utilisé par le virus du bois caoutchouteux du pommier pour modifier la lignine ressemble étroitement à la façon dont les scientifiques ont modifié la lignine dans les arbres génétiquement modifiés pour la rendre plus facile à traiter. Malgré la lignine altérée, les arbres parviennent à pousser normalement.
L’auteur principal, le professeur Simon Turner, a déclaré : « Le génie génétique généralisé de nombreuses plantes est limité par les obstacles réglementaires et l’opposition du public, et cela semble particulièrement vrai pour les arbres. Ces résultats de recherche offrent une contribution importante à ce débat.
« Il ressort de nos travaux que les technologies considérées comme nouvelles et sous surveillance réglementaire présentent des similitudes avec des événements considérés comme se produisant naturellement.
« Il semble qu’à notre insu, les infections à ARWV aient effectué quelque chose qui s’apparente à un énorme essai sur le terrain.
« Étant donné que la maladie est présente dans le monde entier depuis de nombreuses décennies, même des estimations prudentes suggèrent que plusieurs milliers de pommiers infectés se sont propagés.
« Des millions de pommes provenant d’arbres infectés par l’ARWV ont été consommées sans conséquences néfastes connues sur la santé ou l’environnement malgré les altérations de la lignine induites par les siRNA causées par la réponse de la plante au virus. »
Il a ajouté : « Actuellement, l’industrie des biocarburants utilise d’immenses superficies de terres agricoles pour produire de l’amidon de maïs qui est utilisé pour générer 60 milliards de litres de bioéthanol.
« C’est relativement inefficace en termes d’économies de CO2, mais cela peut également avoir un impact sur les systèmes mondiaux de production alimentaire.
« Mais notre meilleure compréhension de ce mécanisme pourrait un jour libérer le potentiel d’isoler les sucres dans le tissu ligneux, rendant la production de biocarburants beaucoup plus efficace. »
Holly Allen et al, Bois flexible et digestible causé par une altération virale de la composition de la paroi cellulaire, Biologie actuelle (2022). DOI : 10.1016/j.cub.2022.06.005