Juin 1999 - n°39

Le riz, plante modèle - Une participation active des laboratoires de la région Languedoc-Roussillon au projet Génoplante

Le Groupement d'Intérêt Scientifique Génoplante, associant la recherche publique et l'industrie, a été officiellement lancé le 23 février dernier. Ce vaste programme de génomique végétale a pour but d'accumuler de nouvelles connaissances sur les génomes des plantes cultivées afin de développer une agriculture plus performante et de meilleure qualité. Génoplante conforte ainsi la participation de la France à l'effort mondial actuellement entrepris pour le séquençage des génomes des plantes. Le projet de base de Génoplante concerne l'analyse génomique de deux plantes modèles : l'arabette (Arabidopsis thaliana ) et le riz (Oryza sativa). D'autres sujets de recherche sur des plantes de grandes cultures comme le blé, le maïs ou le colza restent à déterminer et seront sélectionnés sur appels d'offre.

Le programme "Riz", un volet majeur du projet Génoplante

Les travaux menés sur les génomes modèles des deux plantes supérieures Arabidopsis thaliana et Oryza sativa bénéficient aux autres plantes cultivées grâce à la relative conservation de l'agencement et de la composition des gènes entre les espèces. Ainsi, les recherches visant à mieux connaître le génome du riz intéressent l'ensemble des céréales et en particulier le blé et le maïs. Mais, au-delà du modèle génomique, le riz possède aussi un intérêt agronomique mondial puisqu'il fournit la nourriture de base de près de la moitié de l'humanité.

Le programme "Riz" est centralisé sur la région Languedoc-roussillon et sera donc à double titre un volet majeur du projet Génoplante. Il repose sur l'expérience et la collaboration de longue date de plusieurs laboratoires de recherche de l'IRD et du Cirad qui depuis près de 20 ans mènent aux côtés des pays en voie de développement des travaux sur les ressources génétiques et les biotechnologies du riz. Une quinzaine de chercheurs et techniciens de l'IRD, du Cirad, du CNRS et de l'université de Perpignan sont mobilisés sur ce projet "Riz", programmé pour cinq années, qui comporte deux parties : la participation au déchiffrage complet du génome du riz et la compréhension de la fonction de ses gènes.

Le séquençage complet du chromosome 12 d'Oryza sativa

Le séquençage du chromosome 12, lequel représente 30 millions de paires de bases sur les 430 millions que compte le génome du riz, est la contribution active de la France au projet international de séquençage du génome du riz lancé en 1998 et auquel participent notamment le Japon, la Corée du Sud, la Chine, les États-Unis et le Royaume-Uni. Les chercheurs français vont utiliser des banques de grands fragments d'ADN issus du découpage du génome complet du riz -12 chromosomes au total- réalisé par l'université de Clemson (USA). Les grands fragments correspondant au chromosome 12 seront reconnus, puis partiellement séquencés et identifiés par empreinte génétique afin de retrouver leur position respective le long de ce chromosome. Une sélection de grands fragments agencés les uns par rapport aux autres sera ensuite envoyée au Génoscope (Evry) pour un séquençage complet. La séquence complète du chromosome 12 devrait être ainsi disponible dans cinq ans.

La constitution d'une collection d'au moins 100 000 mutants de riz pour l'étude de l'expression fonctionnelle des gènes

Le séquençage systématique du génome du riz fournit une quantité impressionnante d'informations sous forme de séquences d'ADN mais le rôle fonctionnel de ces séquences est encore très mal connu. Une séquence d'ADN défectueuse chez une plante peut entraîner des modifications de développement et d'adaptation et ainsi permettre d'attribuer une fonction à cette séquence. La création de séquences défectueuses pour chacun des 20 000 gènes -estimés- du riz est donc nécessaire pour en étudier l'expression fonctionnelle. Différentes stratégies de création de séquences défectueuses existent et ont déjà été utilisées sur d'autres plantes, notamment l'arabette. Les chercheurs peuvent avoir recours à la transgenèse, c'est-à-dire insérer au hasard dans un très grand nombre de plantes un ou plusieurs éléments d'ADN. Les travaux peuvent aussi s'appuyer sur le déplacement de transposons natifs -éléments mobiles naturellement présents dans le génome- qui causent la perte de fonction du ou des gènes touchés. L'objectif de l'équipe montpelliéraine mixte Cirad-IRD-CNRS est de déterminer dans un premier temps la stratégie la plus efficace pour obtenir une population de plantes mutées représentant la meilleure couverture du génome en insertions différentes. Il faudra, quelle que soit la méthode retenue, produire environ 100 000 plantes afin d'avoir potentiellement une chance de retrouver parmi la population au moins une insertion dans chaque gène. La production et l'analyse de la collection de plantes seront entreprises à grande échelle dès le début de l'an 2000 pour une durée de quatre ans.

Vers la création d'un Génopôle sur Montpellier

Dans le cadre des projets d'implantation de plusieurs Génopôles en France, et, pour accompagner la participation active de la communauté scientifique montpelliéraine au Génoplante, la ville a posé sa candidature pour accueillir cette infrastructure.

Le Génopôle permettra la mise en place sur Montpellier d'équipements lourds -robots et séquenceurs- et de serres, notamment des serres transgéniques.

V. CROCHET