Des chercheurs de l’Université de l’État de Caroline du Nord ont réussi à transférer un gène de la mitochondrie vers le noyau d’une cellule végétale pour produire des plantes de tabac dépourvues de pollen et de graines viables, mais qui poussent par ailleurs normalement. Cette avancée pourrait avoir des implications importantes pour la productivité des cultures et le développement de fruits sans graines.

Les chercheurs se sont concentrés sur la mitochondrie, la partie de la cellule qui produit de l’énergie. Des altérations dans le génome mitochondrial peuvent entraîner l’incapacité de produire du pollen, un trait connu sous le nom de stérilité masculine cytoplasmique (SMC). La SMC a été utilisée pour la production de semences hybrides dans différentes cultures, mais les systèmes naturels permettant la production à grande échelle de semences hybrides sont limités.

Dans leur étude, les chercheurs de l’Université de l’État de Caroline du Nord, en collaboration avec des collègues de Precision BioSciences et Elo Life Systems, ont testé si le trait de SMC pouvait être généré chez les plantes de tabac. Ils ont déplacé un gène mitochondrial essentiel appelé atp1 vers le noyau et l’ont placé sous le contrôle d’un promoteur permettant au gène de s’exprimer dans toutes les cellules de la plante, sauf celles responsables de la production de pollen. Ensuite, ils ont utilisé des outils d’édition du génome pour éliminer le gène natif atp1 de la mitochondrie.

Les résultats étaient prometteurs. Les plantes de tabac modifiées semblaient normales jusqu’à ce qu’elles atteignent la phase de floraison, moment où elles ne produisaient pas de pollen en raison de l’absence du gène atp1 transféré. De plus, lorsqu’elles étaient croisées avec le pollen d’une plante normale, les plantes modifiées produisaient de petites graines vides similaires à celles que l’on trouve dans les fruits sans graines.

Les chercheurs travaillent maintenant à séparer l’infertilité du pollen et les caractéristiques sans graines afin de les obtenir indépendamment. Ils prévoient de tester la caractéristique sans graines sur des tomates et d’évaluer l’efficacité de leur système sur le riz, où la production de semences hybrides est essentielle pour maximiser les rendements.

Bien que cette étude se soit concentrée sur le tabac, les chercheurs estiment que la technologie peut être appliquée à d’autres espèces végétales. Leurs découvertes ont des applications potentielles dans la production de semences hybrides et le développement de fruits sans graines, ce qui pourrait bénéficier à l’industrie agricole.

Sources:
– Université de l’État de Caroline du Nord