Copier la nature pour aider les plantes à résister aux virus

Pendant des milliers d’années, les cultures ont été façonnées par des processus de domestication. Les agriculteurs croisent et sélectionnent de nouvelles variétés, adaptées à des environnements en constante évolution. Bien qu’efficace, ce processus prend du temps. De plus, le trait recherché doit être présent quelque part dans la diversité des espèces à améliorer.

Copier un mécanisme d’un espèces en une espèce d’intérêt agronomique devient alors un nouveau défi. Parmi les technologies disponibles, de nouvelles techniques d’édition du génome végétal sont disponibles depuis 2012. Souvent comparées à ciseaux moléculairesla technique CRISPR-Cas9 permet de modifier une région de l’ADN de la plante de manière ciblée et précise.

Parmi de nombreuses espèces cultivées telles que le poivron et le pois, certains cultivars sont résistants aux maladies causées par des virus du genre potyvirus. comment font-ils ça? Pour infecter les plantes, les virus doivent détourner des protéines de leurs hôtes mais ces protéines remplissent déjà des fonctions dans la cellule de plante. Les plantes qui résistent à l’infection ont acquis des mutations dans un gène qui code pour l’une de ces protéines de “sensibilité”.

Ces mutations rendent l’utilisation de l’hôte protéine par le virus impossible, alors qu’il reste fonctionnel pour la plante. La plante porteuse de ces mutations résiste ainsi à l’infection, sans rien changer d’autre pour la plante !

Une nouvelle étude visait à transposer ce mécanisme aux plantes d’intérêt agronomique, en étudiant sa faisabilité chez la tomate cerise. Pour ce faire, les équipes d’INRAE ​​ont utilisé une approche différente de l’approche classique. Ils n’ont pas essayé d’inactiver le gène qui rend la plante sensible au virus, mais l’ont plutôt modifié pour imiter les mutations responsables de la résistance présente dans les pois ou les poivrons.

Pour cela, ils ont appliqué la technique CRISPR-Cas9 pour cibler deux régions de ce gène. Ces modifications simultanées entraînent des modifications de la protéine produite par ce gène. Ces modifications confèrent à la plante une forte résistance à plusieurs virus du genre potyvirus, dont le PVY. Comme pour les mutations naturelles sélectionnées chez d’autres espèces, ces changements n’altèrent pas l’expression ou l’accumulation de la protéine produite par le gène, ni n’affectent sa fonction.

Ce travail constitue une preuve de concept, proposant une nouvelle approche pour éditer des mutationsvisant à reproduire les résistances naturelles des espèces sensibles et ainsi limiter l’usage des pesticides.

Les conclusions sont publiées dans le Revue de biotechnologie végétale.