Des pommes de terres dopées avec un gène humain produisent 50 % de tubercules en plus. © vchalup, Adobe Stock
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Ajouter un gène humain aux plantes dope leur rendement de 50 %

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En introduisant un « gène de l'obésité » dans des plants de riz et de pommes de terre, des chercheurs ont obtenu des plantes plus productives, plus tolérantes à la sécheresse et avec des grains plus gros. De quoi ouvrir des perspectives fascinantes dans l'amélioration de la production végétale.

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Chez l'humain, le gène codant pour l'enzyme FTO est surnommé « gène de l'obésité », car un certain allèle de ce gène est connu pour être corrélé à un risque majoré d’obésité et de diabète. Mais si cet effet négatif chez l'Homme pouvait être un avantage chez la plante ? se sont demandé des chercheurs chinois et américains. Une intuition qui s'est avérée payante : l'ajout du gène FTO a permis d'augmenter de façon spectaculaire le rendement des plantes. « Les plants de riz et de pommes de terre modifiés ont produit 50 % de graines et 50 % de masse en plus que les plantes témoin », se félicite Chuan He, qui a dirigé la recherche avec son collègue Guifang Jia à l'université de Pékin. « [Les plants de riz] ont développé des racines plus longues, ont utilisé la photosynthèse plus efficacement et résistent mieux au stress causé par la sécheresse. »

Une efficacité photosynthétique dopée de 36 %

Le mécanisme de ce petit miracle repose sur la N6-méthyladénosine (m6A), un marqueur génétique qui freine la croissance des plantes et modifie son activité biologique. Ce groupe méthyle peut être supprimé par l'enzyme FTO, mais manque de chance, cette dernière n'est pas présente chez les plantes. En ajoutant le gène du FTO au génome de la plante, les chercheurs ont modifié plusieurs paramètres biologiques, affectant la croissance racinaire, l'évapotranspiration ou l'utilisation accrue du dioxyde de carbone. Ainsi, même si la taille est la hauteur des plantes est restée inchangée, les plants ont produit beaucoup plus de grains de riz.

Le rendement du riz et des pommes de terre est augmenté de 50 % (en haut les plants de riz, en bas les pommes de terre). © Qiong Yu et al., Nature Biotechnology, 2021

« L'effet du FTO est vraiment extraordinaire, s'enthousiasme Chuan He. De plus, cela fonctionne avec presque tous les types de plantes, et c'est une modification très simple à apporter. » À noter que la teneur en amidon, en protéines et en glucides n'a pas été modifiée.

Cela fonctionne avec presque tous les types de plantes, et c'est une modification très simple à apporter

« Il sera fascinant de voir ce qui se passe lorsque le FTO est introduit dans d'autres cultures vivrières (maïs, blé, soja, manioc, graines oléagineuses...), ou si cela peut être utilisé pour obtenir des matières premières chimiques comme des médicaments, s'enthousiasme Derek Lowe, spécialiste en chimie pharmaceutique et non impliqué dans la recherche. Les arbres modifiés par FTO produiraient-ils du bois plus rapidement et en plus grande quantité ? »

Plantes tolérantes à la sécheresse et arbres plus résistants aux tempêtes

Une photosynthèse améliorée pourrait-elle conduire à des espèces modifiées absorbant plus de dioxyde de carbone ? De telles plantes sont aussi susceptibles de mieux s'adapter au changement climatique, souligne Chuan He. « Nous pourrions concevoir des plantes plus résistantes à la sécheresse, ou des arbres avec des racines plus longues, de telle sorte qu'ils risquent moins d'être renversés lors des fortes tempêtes », soutient le chercheur dont les travaux ont été publiés dans la revue Nature Biotechnology.

L'insertion d'un gène animal dans une plante risque toutefois de susciter de nombreuses réticences chez les consommateurs. Difficile également d'imaginer que les autorités de régulation, particulièrement frileuses sur ce sujet, autorisent ce genre de plante dans un avenir proche. Conscients de ces limites, les chercheurs espèrent pouvoir reproduire l'action de l'enzyme en exploitant la génétique existante de la plante.

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