Améliorer le rendement des grains de riz et améliorer leur apparence est un point de vue clé pour la culture du riz. Aujourd’hui, un groupe de chercheurs chinois a identifié une variante génétique présente dans le riz sauvage qui contrôle la longueur, la largeur et la craie des grains de riz. L’introduction de cette variante, appelée gl9, pourrait aider à la sélection de nouvelles variétés de riz avec des rendements en grains élevés et une apparence désirable.
Le riz est un aliment de base pour des millions de personnes dans le monde. Les progrès de la génétique et de la science de la sélection ont modernisé la culture du riz, entraînant des améliorations du poids du grain, un déterminant important à la fois du rendement en grain et de la qualité de l’apparence du riz.
Les études axées sur les locus de caractères quantitatifs (QTL) – de petites régions d’ADN qui contrôlent des facteurs tels que la taille, la longueur et la forme des grains – ont été à l’avant-garde de ces avancées. En identifiant des QTL favorables (c’est-à-dire des traits) et en les incorporant dans différentes variétés de riz, les scientifiques ont pu augmenter le rendement en grains, contribuant ainsi à une plus grande sécurité alimentaire. Cependant, le potentiel de QTL favorable des variétés de riz sauvage, qui ne sont généralement pas consommées, a été largement inexploité.
Une espèce de riz sauvage appelée Oryza glumaepatula a reçu une certaine attention car c’est une source importante de diversité génétique pour l’amélioration des cultivars de riz. Par conséquent, un groupe de chercheurs de l’Université agricole de Chine méridionale et du Laboratoire du Guangdong pour l’agriculture moderne de Lingnan a développé une série de ressources génétiques en croisant O. glumaepatula avec HJX74, une variété de riz ordinaire d’élite.
Leurs conclusions, mises en ligne le 19 juillet 2022 et publiées dans Le journal des récoltes, démontrent que gl9, une variante particulière du gène GS9 d’O. glumaepatula, contribue à un rendement en grain élevé et à une bonne qualité du riz cultivé.
Le professeur Shaokui Wang, chercheur principal de l’étude, explique que « plusieurs variétés de riz sauvage ont de bonnes ressources génétiques qui seraient bénéfiques dans les variétés de riz que nous consommons. Mais celles-ci ne peuvent souvent pas être incorporées car les espèces de riz sauvage sont assez différentes des L’un des objectifs de notre étude était essentiellement de combler cette lacune et de tirer parti des caractéristiques favorables du riz sauvage.
L’étude a été largement divisée en deux phases. Dans la première partie, plusieurs lignées de substitution à segment unique (SSSL) ont été générées en utilisant O. glumaepatula comme parent donneur et HJX74 comme parent receveur. Ces SSSL, dans lesquelles des gènes étrangers d’O. glumaepatula ont été intégrés dans le génome de HJX74, ont été analysés génétiquement, et 12 QTL qui déterminent la longueur du grain (GL), 9 qui déterminent la largeur du grain (GW) et 9 qui déterminent le poids du grain ( TKW) ont été identifiés. Fait intéressant, certains de ces QTL ont été cartographiés sur un nouvel « allèle », c’est-à-dire une nouvelle variante génétique, appelée gl9.
Cet allèle était une variante du gène GS9, un régulateur connu de la forme et de la qualité de l’apparence du grain chez le riz. Des comparaisons supplémentaires ont montré que la SSSL contenant l’allèle gl9 avait des grains plus longs et plus minces que le parent HJX74, et que leur TKW et leur rendement en grains par plante étaient également plus élevés. Cela indiquait que l’allèle gl9 était bénéfique pour améliorer la qualité du riz.
Ensuite, pour confirmer l’effet de cet allèle, des variétés de riz génétiquement modifiées ont été créées en introduisant gl9 dans HJX74 à l’aide d’outils génétiques. Les résultats expérimentaux ont montré que la présence de gl9 augmentait la longueur et l’élancement des grains de riz et diminuait leur aspect crayeux, par rapport au HJX74 ordinaire. Une sélection supplémentaire du riz par conception a démontré que la combinaison de gl9 avec des gènes précédemment utilisés pourrait encore améliorer la qualité de l’apparence et le rendement des grains de riz.
Ensemble, ces résultats impliquent l’utilité de gl9 comme allèle cible pour améliorer la production de riz. Selon le professeur Wang, « à cette époque, il est devenu important pour les agriculteurs et les gouvernements d’améliorer la production alimentaire. Malheureusement, il est difficile d’augmenter le rendement du riz sans compromettre sa qualité. Nos conclusions concernant ces nouveaux allèles tels que gl9 qui peuvent améliorer ces deux facteurs sont donc d’une grande importance. »
Les découvertes du professeur Wang et de son équipe sur l’allèle gl9 pourraient conduire à des progrès significatifs dans les programmes de sélection du riz. Ils offrent une étape indispensable vers une plus grande sécurité alimentaire à l’avenir.
Shaojun Lin et al, GL9 d’Oryza glumaepatula contrôle la taille des grains et la craie du riz, Le journal des récoltes (2022). DOI : 10.1016/j.cj.2022.06.006
Fourni par Cactus Communications