Une étude de l'Université d'Adélaïde a découvert que les voies moléculaires régulées par un gène traditionnellement utilisé pour contrôler le comportement de floraison du blé pourraient être modifiées pour obtenir de meilleurs rendements. La recherche a été publiée dans Current Biology. .
Le gène est appelé Photopériode-1 (Ppd-1) et il est utilisé régulièrement par les sélectionneurs pour garantir que les cultures de blé fleurissent et donnent des grains plus tôt dans la saison, évitant ainsi les conditions difficiles de l'été. Cependant, il existe des inconvénients connus.
"Bien que cette variation profite à la productivité du blé en alignant la pollinisation et le développement des grains sur des conditions environnementales plus favorables, elle pénalise également le rendement en réduisant le nombre de fleurons et d'épillets porteurs de grains qui se forment sur l'inflorescence du blé", explique le Dr Scott Boden, chercheur à l'avenir. Fellow à l'École d'agriculture, d'alimentation et de vin de l'Université d'Adélaïde.
En examinant les gènes dont l'expression est influencée par Ppd-1, l'équipe de recherche du Dr Boden a découvert deux facteurs de transcription qui peuvent être modifiés pour influencer le nombre et la disposition des épillets porteurs de grains qui se forment sur un épi de blé, ainsi que le moment de la formation de l'épi. émergence.
"La suppression d'un facteur de transcription, appelé ALOG1, augmente la ramification dans le blé et l'orge, qui forment normalement des inflorescences non ramifiées, et suggère que ce gène pourrait être un régulateur majeur des épis non ramifiés dans la famille des cultures Triticeae", explique le Dr Boden. .
"Les connaissances acquises informeront les sélectionneurs sur les gènes cibles de Ppd-1, pour lesquels nous pouvons utiliser la diversité génétique pour concevoir des génotypes susceptibles de produire de meilleurs rendements."
L'équipe de recherche du Dr Boden poursuit désormais ses travaux avec des essais sur le terrain dans l'enceinte de recherche de l'université pour tester les performances des lignées génétiquement modifiées dans des conditions de terrain.
Par hasard, des chercheurs allemands ont découvert un effet similaire pour les facteurs de transcription ALOG1 dans l'orge, ce qui fournit des indices intéressants sur l'évolution des inflorescences non ramifiées du blé et de l'orge, par rapport à celles du riz et du maïs qui présentent des motifs de ramification plus élaborés.
L'Australie est le plus grand exportateur mondial de blé et a produit 36 237 477 tonnes de blé en 2022, soit la plus grande récolte annuelle jamais enregistrée dans le pays.
"Le blé contribue à 20 % des calories et des protéines de l'alimentation humaine, et les scientifiques et les sélectionneurs doivent trouver des moyens d'augmenter les rendements en grains de blé de 60 à 70 % d'ici 2050 afin de maintenir la sécurité alimentaire d'une population mondiale croissante", explique le Dr. Boden.
"Des études comme la nôtre sont particulièrement importantes car elles fournissent une liste de gènes cibles qui peuvent être utilisés avec de nouvelles technologies, telles que la transformation et l'édition génétique, pour générer une nouvelle diversité susceptible de contribuer à améliorer la productivité des cultures.
"Nous prévoyons que nos recherches mèneront à de nouvelles découvertes de gènes qui contrôlent le développement des épillets et des fleurs du blé et, ce faisant, bénéficieront au développement de stratégies visant à améliorer le potentiel de rendement du blé."
Plus d'informations : Adam Gauley et al, Photopériode-1 régule le transcriptome de l'inflorescence du blé pour influencer l'architecture des épillets et la période de floraison, Current Biology (2024). DOI :10.1016/j.cub.2024.04.029
Informations sur le journal : Biologie actuelle
Fourni par l'Université d'Adélaïde
