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Vers un meilleur rendement : des scientifiques de la University of Calgary produisent un nouveau type de canola


(Image : Riley Brandt, University of Calgary)

Le canola est l’une des principales cultures commerciales au Canada, mais les terres qui conviennent à sa production couvrent une superficie limitée au pays. Qu’adviendrait-il s'il était possible de modifier la hauteur et la forme de la plante de canola pour faire pousser plus de plantes dans le même espace et ainsi potentiellement augmenter le rendement de la culture?

Dans le cadre d’une nouvelle étude, une équipe de biologistes de la faculté des sciences de la University of Calgary a eu recours à l’édition génomique pour modifier les gènes du canola, produisant des plantes plus courtes ayant beaucoup plus de branches et de fleurs.

« Nous avons montré que l’édition génomique donne de réels résultats dans la plante de canola, et du même coup nous avons amélioré les caractéristiques agronomiques de la plante en modifiant son architecture », explique l’un des coauteurs de l’étude, Marcus Samuel, professeur et directeur des activités en serre au département des sciences biologiques. C’est son équipe de recherche qui a mené l’étude.

« Nous avons pu induire des changements importants dans l’architecture de la plante de canola en modifiant un seul gène », indique Matija Stanic, l’auteur principal de l’étude, qui a effectué les travaux de recherche dans le cadre de ses études de maitrise. Il prépare actuellement un doctorat, avec le soutien financier d’une bourse Max Planck, à l'université de Potsdam, en Allemagne.

Dans le cadre de la révolution verte, qui a commencé dans les années 1960, des techniques de sélection végétale ont été utilisées pour mettre au point des variétés spéciales de cultures, dont le riz et le blé, qui produisent des plantes plus courtes et plus compactes, et donc aptes à mieux utiliser les nutriments et autres intrants. Cependant, peu de travaux ont été réalisés sur le canola.

« La technique d’édition génomique que nous avons utilisée permet une très grande précision, et elle a donné des résultats impressionnants en modifiant l’architecture de la partie aérienne de la plante », affirme Neil Hickerson, coauteur de l’étude, qui travaille à l’obtention de son doctorat auprès de M. Samuel. « Cette approche nous donne la possibilité d'augmenter le rendement de chaque plante de manière beaucoup plus importante. » Rex Arunraj, Ph. D., chercheur invité du SRM Institute of Technology de Chennai, en Inde, a collaboré à l’étude.

« L’édition génomique, c’est un peu comme utiliser des ciseaux moléculaires », explique M. Stanic . « Nous modifions la plante pour qu’elle produise les enzymes nécessaires à cette petite opération dans les gènes que nous ciblons. » La technique permet de désactiver la séquence de signaux qui régit le développement de certains éléments architecturaux de la plante de canola, notamment la hauteur et la ramification.

L’équipe a pu ensuite croiser la lignée de canola modifié pour éliminer l’ADN utilisé dans l’édition génomique afin d’obtenir une souche de canola modifié ne contenant aucune trace d’ADN étranger. « Essentiellement, la plante est modifiée, mais les gènes qu’on utilise pour faire ces modifications, ou opérations mineures, ne restent pas dans la plante. On obtient donc une plante « propre », qui a été génétiquement modifiée pour être plus courte et avoir un plus grand nombre de branches », explique M. Stanic.

En produisant cette souche de canola sauvage modifié, l'équipe a pu augmenter le nombre de branches que produisent les plantes à environ 60, alors qu'il est habituellement de 20. Elle a aussi pu accroitre la production de fleurs d’environ 200 %, la période de reproduction et la durée de vie du canola modifié étant les mêmes que celles du canola cultivé au Canada. « Habituellement, de 40 à 55 % des fleurs de canola sont pollinisées et produisent des semences », indique M. Hickerson. « Donc, si on applique le même taux de pollinisation à des plantes qui ont 200 % plus de fleurs, on pourrait potentiellement observer une augmentation du rendement. »

M. Samuel discute actuellement avec Agriculture et Agroalimentaire Canada de la possibilité pour son laboratoire de réaliser des essais en champ cette année afin de vérifier si la nouvelle souche de canola donne effectivement un meilleur rendement. La production de canola rapporte approximativement 27 milliards de dollars par année à l’économie canadienne et donne de l’emploi à environ 250 000 travailleurs. 

Cet article a été traduit et publié avec la permission de la This link will take you to another Web site University of Calgary.