Une équipe de scientifiques dirigée par l’Iowa State University a passé des années à identifier les fonctions du gène ZmPILS6. Aujourd’hui, ils ont pu le caractériser comme un facteur important de la taille et de l’architecture des plantes, un transporteur d’une hormone auxine qui aide à régir la croissance des racines souterraines et des pousses, ou tiges, en surface. Leurs conclusions ont été publiées dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. (PNAS ).

"Une des caractéristiques de l'ère actuelle de la science est que nous disposons de toutes ces données génomiques de haute qualité, que ce soit pour le maïs, les humains ou d'autres organismes, et nous avons maintenant la tâche de comprendre ce que font réellement les gènes", a déclaré Dior Kelley. professeur adjoint de génétique, de développement et de biologie cellulaire à l'Iowa State, qui a dirigé l'équipe de recherche.

Le groupe a utilisé le « criblage génétique inverse » (du gène aux caractères exprimés dans la plante), combiné à d'autres techniques, pour suivre le rôle de leur gène dans le développement du maïs. Les écrans inversés nécessitent plusieurs saisons de croissance et ne fonctionnent pas toujours, selon Kelley. Il a fallu sept ans à son groupe pour caractériser minutieusement ZmPILS6 et vérifier qu'il régule la croissance des plantes.

Lorsqu'elle était "éliminée" de plantes mutantes modifiées, son absence supprimait la formation latérale des racines et la hauteur de la plante. La recherche a conduit à un brevet provisoire pour son potentiel d'utilisation dans des programmes de sélection visant à créer du maïs de petite taille qui reste très productif.

"Je considère cela comme du maïs" lutin "", a déclaré Kelley. "Il suscite beaucoup d'intérêt pour toutes sortes de raisons, notamment la réduction de sa consommation d'eau et de nutriments et sa capacité à résister aux vents violents."

En étudiant ZmPILS6 dans le maïs, les chercheurs ont fait une autre découverte curieuse :le gène semblait avoir des effets opposés sur la croissance des plantes par rapport à un gène comparable chez Arabidopsis, une plante souvent utilisée comme modèle de recherche.

"C'était très inattendu", a déclaré Kelley. "Cela montre que les protéines végétales, qui ont évolué dans différents contextes, peuvent se comporter différemment. Cela souligne la nécessité d'étudier les gènes directement au sein des cultures clés d'intérêt, plutôt que de penser que nous les comprenons en fonction de la façon dont ils fonctionnent dans d'autres plantes."

Kelley attribue une grande partie du succès du projet à une « grande équipe de collaborateurs », en particulier Craig Cowling, doctorant dans le laboratoire de Kelley et premier auteur du PNAS. papier. "C'est Craig qui a vraiment creusé, pour confirmer que ce gène contient l'hormone végétale auxine, et qu'il contrôle absolument la taille du maïs."

"Ce projet et le fait d'être reconnu comme premier auteur d'un article dans cette revue importante ont été un peu incroyables", a déclaré Cowling.

Kelley qualifie cette nouvelle recherche de recherche fondamentale « fondamentale » visant à comprendre un gène qui influe sur de nombreux traits de croissance complexes, que l'évolution a conservés à travers de nombreuses plantes, des algues au maïs. "C'est également une approche" translationnelle ", dans la mesure où elle renvoie à des ressources génétiques qui peuvent être utilisées pour améliorer les programmes de sélection", a-t-elle déclaré. "Cela ouvre de toutes nouvelles questions et facettes de recherche pour mon laboratoire."