Des scientifiques modifient l’ADN de l’avoine, ouvrant la voie à des cultures plus saines et plus résistantes

Des scientifiques ont réussi à modifier l’ADN de l’avoine, une première qui pourrait accélérer le développement d’une avoine plus riche en fibres, permettant des récoltes plus abondantes et plus résistantes au changement climatique.

L’avoine est essentielle à l’alimentation humaine et animale. Produit agricole majeur au Canada, sa culture participe à un marché mondial de 8 milliards de dollars. La valeur du marché canadien de l’avoine est quant à elle estimée à 900 million de dollars. Or, la courte période de croissance et les gels imprévisibles à la fin de la saison posent des problèmes considérables aux producteurs d’avoine canadiens.

Dans un article publié dans la revue Plant Biotechnology Journal, l’équipe de recherche de l’Université McGill explique comment elle a utilisé, pour la première fois, la technologie d’édition du génome CRISPR-Cas9, un outil qui fonctionne comme des ciseaux génétiques, pour modifier l’ADN de l’avoine. Elle explique que cette technique, qui consiste à « couper » et à modifier des parties de gènes pour effectuer des modifications génétiques précises, permettrait des améliorations plus rapides et plus efficaces de l’avoine que celles obtenues par la sélection traditionnelle et aiderait ainsi les agriculteurs à faire face aux défis liés au climat.

La technologie n’a jamais encore été utilisée sur les cultures d’avoine, d’abord en raison de la complexité du génome et parce que les méthodes antérieures d’édition génomique étaient jugées inefficaces.

« La technologie CRISPR-Cas9 nous permet d’effectuer des changements génétiques très précis, dont la réalisation, par la sélection conventionnelle, aurait nécessité plusieurs années, explique le responsable de l’étude, Jaswinder Singh, professeur au Département des sciences végétales. Notre méthode permet non seulement d’accélérer le processus de sélection, mais aussi d’éviter d’introduire de l’ADN étranger dans les plantes, dont nous rehaussons ainsi l’innocuité, tout en répondant aux normes d’acceptabilité des consommateurs. »

Une culture plus rapide et plus intelligente

Les scientifiques se sont concentrés sur les gènes liés à des caractéristiques clés de l’avoine telles que le développement de la panicule (la disposition des tiges porte-graines), la maturité de la plante et la teneur en bêta-glucane, dont les effets bénéfiques sur la santé sont reconnus. L’équipe a appliqué une méthode de transfert de gènes appelée biolistique au moyen d’un « canon à gènes » pour introduire des composants CRISPR-Cas9 dans les cellules d’avoine. Cette façon de faire entraîne des changements dans les plantes qui pourraient présenter d’importants avantages dans le monde réel.

L’un des résultats les plus intéressants a été la création d’un nouveau phénotype végétatif : les plantes poussent différemment et les cultures fourragères pour l’alimentation des animaux sont plus productives.

L’équipe a également constaté une modification du temps de floraison de certaines plantes d’avoine, ce qui laisse entrevoir la possibilité de sélectionner des variétés d’avoine qui parviennent à maturité plus rapidement ou plus lentement, selon les besoins de l’agriculteur et le climat local.

« Cette avancée est très importante sur le plan de l’adaptation climatique », explique Mehtab Singh, doctorant et auteur principal de l’article. « En développant une avoine qui mûrit plus tôt ou qui survit à des conditions plus froides, nous aidons les agriculteurs des régions où les saisons de croissance sont courtes, ou où les conditions météorologiques sont imprévisibles, à produire des cultures fiables et durables. »

Selon les scientifiques, une maturation plus rapide de l’avoine pourrait un jour contribuer à réduire l’utilisation de produits chimiques pour accélérer les récoltes, ce qui permettrait d’atténuer les conséquences à l’égard des résidus et de l’environnement.

L’équipe prévoit étudier d’autres caractéristiques de la céréale, comme la résistance aux maladies et la tolérance au stress, et tester l’avoine génétiquement modifiée en conditions réelles.

L’étude

L’article « A highly efficient CRISPR-Cas9-based gene editing system in oat (Avena sativa L) », par Mehtab Singh, Cali Kaye, Rajvinder Kaur et Jaswinder Singh, a été publié dans la revue Plant Biotechnology Journal.

Cette étude a été financée par la Prairie Oat Growers Association, par l’intermédiaire de l’Agriculture Funding Consortium, et a reçu le soutien du programme FONCER du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada sur la modification du génome pour la sécurité alimentaire et la durabilité environnementale.