Accueil > Pour en savoir plus > Biologie Génétique Epigénétique > "Une amélioration conventionnelle avec une sélection assistée par marqueurs et (...)

"Une amélioration conventionnelle avec une sélection assistée par marqueurs et sans modification génétique ou transgénèse (donc non-OGM) permet de produire des sojas naturellement tolérants à la salinité et à la sécheresse" par Claire Robinson

Traduction et compléments de Jacques Hallard

mardi 10 août 2021, par Robinson Claire


ISIAS Génétique Sélection

Une amélioration conventionnelle avec une sélection assistée par marqueurs et sans modification génétique ou transgénèse (donc non-OGM) permet de produire des sojas naturellement tolérants à la salinité et à la sécheresse

Ajout de compléments sur la sélection assistée par marqueurs

Traduction du 09 août 2021 et ajout de compléments sur la sélection assistée par marqueurs (SAM) par Jacques Hallard, d’un rapport de Claire Robinson (gmwatch.org) en date du 23 juillet 2021 et diffusé sous le titre « Non-GM breeding produces salt- and drought-tolerant soybeans  ; accessible sur ce site : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19849-non-gm-breeding-produces-salt-and-drought-tolerant-soybeans

Salt-tolerant and salt-sensitive soybeans

A gauche : plantes de soja tolérantes à la salinité – A droite : plantes de soja sensibles à la salinité

Selon le rapport de Claire Robinson, la sélection créatrice conventionnelle avec par sélection assistée par marqueurs réussit, précisément là où les méthodes et techniques des modifications génétiques (OGM) ont échoué.

Des chercheurs de l’université chinoise de Hong Kong (CUHK) ont mis au point du soja non génétiquement modifié tolérant au sel et à la sécheresse, en combinant la sélection assistée par marqueurs génétiques et les croisements naturels.

Selon le site web de l’université, ’cette réalisation marque l’aboutissement de deux décennies de collaboration entre les chercheurs de la CUHK et les sélectionneurs de soja, ainsi que les chercheurs chinois, pour améliorer la culture du soja dans des conditions défavorables telles que la sécheresse et la salinité. Grâce à l’analyse génomique et aux croisements, ils ont mis au point des semences de soja tolérantes aux stress, ce qui a permis de récupérer des terres abandonnées dans des zones reculées pour la culture des sojas.’

Une avancée majeure a été réalisée lorsque l’équipe de recherche, dirigée par le professeur Lam Hon-Ming, a décodé les génomes de 31 sojas sauvages et cultivés. Ils ont découvert que les sojas sauvages possèdent une plus grande biodiversité génétique que les sojas cultivés actuels, y compris des gènes de tolérance aux stress qui ont été perdus au cours du processus historique de la domestication du soja. Cette découverte a mis en évidence la possibilité d’obtenir par des croisements traditionnels de créer de nouvelles variétés combinant la bonne productivité et une haute valeur nutritionnelle du soja cultivé avec l’adaptabilité et la tolérance au stress à partir de sojas ‘sauvage’.

En utilisant la sélection assistée par marqueurs, les chercheurs ont identifié un gène présent naturellement dans certaines variétés de soja sauvage et qui confère une tolérance au sel. ‘GMWatch’ souligne que même si un seul gène a été identifié, ce gène fonctionnera dans un contexte de familles de gènes. Cela signifie que la sélection conventionnelle, qui implique des familles entières de gènes, peut réussir là où le génie génétique, qui isole un ou quelques gènes de leur contexte, échouera.

À partir d’une collection de graines de soja sélectionnées (résultant de croisements artificiels utilisant différents parents), les chercheurs ont recherché la présence de ce gène de tolérance au sel et ils ont ensuite effectué une sélection pour la tolérance à la sécheresse dans les régions sèches. Ils ont travaillé avec des scientifiques de la province de Gansu, en Chine, pour développer et commercialiser trois nouveaux cultivars de soja tolérants aux stress. Ces cultivars ont passé les tests provinciaux dans le Gansu et sont maintenant utilisés par les agriculteurs du Gansu sur des terres marginales.

Les OGM sont incapables de fournir des caractères complexes souhaitables

‘GMWatch’ n’est pas surpris que la sélection conventionnelle aidée par la sélection assistée par marqueurs ait réussi là où les OGM ont échoué pour produire du soja tolérant au sel et à la sécheresse. La sélection conventionnelle a toujours été plus performante que les OGM dans le développement de caractéristiques utiles telles que la tolérance aux stress environnementaux. Cela s’explique par le fait que ces caractéristiques sont génétiquement complexes, c’est-à-dire qu’elles sont le produit de nombreux gènes travaillant ensemble. Les OGM (y compris l’édition de gènes) ne peuvent manipuler qu’un ou quelques gènes à la fois et sont donc incapables de produire les caractères complexes souhaités. En revanche, les croisements naturels entre différents cultivars peuvent rassembler les familles de gènes pour conférer un caractère complexe, comme c’est manifestement le cas du soja tolérant au sel et à la sécheresse mis au point par les chercheurs du CUHK.

Mais malgré les succès de la sélection conventionnelle, nous mettons en garde contre le fait que le développement de plantes cultivées tolérantes à la sécheresse et au sel est une approche de fortune qui ne résout pas les problèmes plus larges du changement climatique et de la dégradation des sols. Les sols salins peuvent être ramenés à la vie rapidement et efficacement grâce à des méthodes agroécologiques, comme l’a montré l’Inde après les inondations provoquées par un tsunami dévastateur. Les terres marginales visées par les nouvelles variétés de soja tolérantes au sel et à la sécheresse pourraient également être régénérées grâce à ces méthodes. Ces systèmes agricoles sont axés sur l’incorporation de matières organiques dans le sol - une approche qui permet également au sol de retenir l’eau et donc de renforcer la tolérance à la sécheresse.

En attendant, les nouveaux cultivars de soja tolérants au sel et à la sécheresse constituent sans aucun doute une avancée bienvenue pour les agriculteurs des régions dont les sols sont peu fertiles. Et s’ils sont cultivés dans le cadre d’un système agricole agroécologique axé sur l’amélioration de la santé des sols, ils pourraient constituer une partie de la solution aux problèmes des sols salins et de la sécheresse.

Source : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19849-non-gm-breeding-produces-salt-and-drought-tolerant-soybeans

GMWatch Home -Contact Us About Facebook Twitter RSS - Content 1999 - 2021 GMWatch. Web Development By SCS Web Design

Source : https://www.gmwatch.org/en/news/latest-news/19849-non-gm-breeding-produces-salt-and-drought-tolerant-soybeans

GMWatch Home

Cultivez l’avenir : Déverrouiller les codes génétiques pour une agriculture plus durable - Traduction du 09 août 2021 par Jacques Hallard de l’article original cité ci-dessus et titré « Grow the future : Unlocking genetic codes for sustainable agriculture  » - Site : https://www.oal.cuhk.edu.hk/202107-sdg-soybean/?mc_cid=afe6c8a48c&mc_eid=b898238d6d

Photo - Le professeur LAM Hon-Ming est un pionnier de la recherche génomique et génétique sur le soja.

La promotion de l’agriculture durable est essentielle pour atteindre la faim zéro, éliminer la pauvreté et relever le défi mondial du changement climatique. Les chercheurs du State Key Laboratory of Agrobiotechnology (CUHK) ont réalisé un certain nombre d’avancées révolutionnaires, notamment en appliquant des technologies génomiques de pointe à la culture du soja, l’aliment de base le plus écologique, afin de contribuer à atténuer les problèmes imminents en matière de sécurité alimentaire mondiale et de santé planétaire.

L’agriculture mondiale est depuis longtemps confrontée au manque de terres arables, à l’épuisement de la couche arable et à la rareté des ressources en eau. La mise au point de pratiques agricoles intelligentes sur le plan climatique, qui permettent de trouver un meilleur équilibre entre agriculture durable et sécurité alimentaire, sera essentielle pour répondre aux besoins futurs des populations et de la planète.

Grâce à sa haute valeur nutritionnelle et à sa faible empreinte carbone, le soja pourrait devenir l’une des principales sources d’alimentation de l’humanité à l’avenir. Toutefois, il faudra d’abord trouver des moyens respectueux du climat pour augmenter les rendements du soja et créer des variétés de cultures capables de s’adapter à des conditions difficiles.

Construire un soja plus résilient

C’est là que l’expertise de longue date de la CUHK en matière de biotechnologie fait une différence cruciale.

En 2019, une équipe de recherche collaborative internationale dirigée par le professeur Prof. LAM Hon-Ming, directeur du ‘State Key Laboratory of Agrobiotechnology’ (CUHK), a réalisé une percée cruciale dans la culture du soja en complétant le premier génome de soja sauvage de référence au monde. Cela a créé une base solide pour le développement de variétés de soja à haut rendement, de haute qualité et de haute tolérance en permettant aux équipes de recherche du monde entier de se lancer dans des études génomiques comparatives des programmes d’amélioration des légumineuses et du soja.

Photo - Le professeur Lam complète la description du premier génome de soja sauvage de référence au monde, ouvrant ainsi la voie au développement de variétés de soja à hauts rendements, de haute qualité et à haute tolérance aux stress.

L’équipe a été réunie par le collectif AoE (Areas of Excellence) Centre for Genomic Studies on Plant-Environment Interaction for Sustainable Agriculture and Food Security, (Centre AoE (domaines d’excellence) d’études génomiques sur l’interaction plante-environnement pour l’agriculture durable et la sécurité alimentaire), qui a obtenu en 2017 un financement de 81 millions de dollars hongkongais (10,3 millions de dollars américains) pour huit ans dans le cadre du prestigieux programme AoE du ‘Hong Kong Research Grants Council’.

Cette réalisation a marqué l’aboutissement de deux décennies de collaboration entre les chercheurs du CUHK et les sélectionneurs de soja, ainsi que des chercheurs en Chine, pour améliorer la culture du soja dans des conditions défavorables, telles que la sécheresse et la salinité. Grâce à l’analyse génomique et aux croisements, ils ont mis au point des semences de soja tolérantes au stress et ont permis de récupérer des terres abandonnées dans des régions éloignées pour les cultiver à nouveau.

Photo - Ils collaborent avec des chercheurs internationaux pour cultiver le soja sur des terres marginales.

Associer la science du 21ème siècle à la sagesse populaire

L’équipe de recherche a fait une percée décisive en décodant les génomes de 31 lignées de sojas sauvages et cultivés. Ils ont découvert que les sojas sauvages possèdent une plus grande biodiversité génétique que les sojas cultivés, notamment des gènes de tolérance au stress, qui ont été perdus au cours du processus historique de domestication du soja. Cette découverte a mis en évidence la possibilité de croiser de nouvelles variétés combinant la productivité et la valeur nutritionnelle du soja cultivé actuellement avec l’adaptabilité et la tolérance au stress des sojas sauvages.

Après avoir réussi à cloner un gène majeur de tolérance au sel à partir des sojas sauvages, en utilisant une approche génomique, le professeur Lam a prolongé son voyage de recherche du laboratoire au champ, en travaillant avec des scientifiques de la province de Gansu en Chine pour développer et commercialiser trois nouveaux cultivars de sojas tolérants au stress. Ces cultivars ont passé les tests provinciaux dans le Gansu et sont maintenant utilisés par les agriculteurs du Gansu sur des terres marginales.

[D’après Wikipédia, « Le Gansu (chinois : 甘肃省 ; pinyin : gānsù shěng) est une province du nord-ouest de la République populaire de Chine. Longue province étroite, coincée entre le plateau de Mongolie au nord et les contreforts du plateau Tibétain au sud, épousant le tracé principal de l’ancienne route de la soie, le Gansu est habité par environ 26 millions d’habitants (en 2004), dont une minorité importante de Hui. La capitale, Lanzhou, est située dans le sud-est de la province… » -

Gansu

Carte indiquant la localisation du Gansu (en rouge) à l’intérieur de la République Populaire de Chine - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Gansu ].

Photo - Soja tolérant au sel et soja sensible au sel, testés sur des terres salines en Chine.

L’équipe de recherche associe notamment une technologie génomique de pointe intégrée à des méthodes de sélection traditionnelles afin de développer de nouveaux cultivars souhaitables, qui couvrent actuellement les régions de ‘Loess Highland’ s’étendant sur 2.000 km d’est en ouest du Gansu. Ainsi, les réalisations du programme reflètent un mélange de sagesse traditionnelle et de biotechnologie avancée.

Ce bond en avant dans la culture du soja illustre la manière dont le leadership et la collaboration de la CUHK en matière de technologie agricole permettent de progresser vers les ODD en rendant l’agriculture plus durable.

Read more :

© 2021 OAL - CUHK. All rights reserved. Source : https://www.oal.cuhk.edu.hk/202107-sdg-soybean/?mc_cid=afe6c8a48c&mc_eid=b898238d6d

Retour au début du dossier


Compléments sur la sélection assistée par marqueurs :

La Sélection Assistée par Marqueurs (SAM) est une technique qui permet d’identifier et de localiser dans un génome les gènes associés à certains caractères des plantes. Il ne s’agit pas d’une technique de modification du génome au sens de la transgénèse. Elle est utilisée en complément de ces techniques de modification génétique, voire seule dans un schéma conventionnelle d’amélioration des plantes, comme dans le cas des sojas, rapporté ici.

Introduction à la sélection assistée par marqueurs selon Wikipédia

La sélection assistée par marqueurs est une méthode de sélection des animaux d’élevage et des végétaux qui s’appuie sur la recherche de gènes marqueurs. Elle consiste à repérer des gènes marqueurs dont la présence chez un individu peut être rapidement observée. Ces gènes permettent ensuite de faciliter la pratique des rétrocroisements, de mieux connaître le potentiel génétique de l’individu (prédit par exemple par un modèle de sélection génomique) ou encore de mieux prédire le résultat d’un croisement. Les marqueurs les plus couramment utilisés sont les SNPs et dans une moindre mesure, les SSRs.

Les gènes marqueurs peuvent servir à repérer la présence de certains gènes ayant un impact significatif sur les performances de l’animal, appelés QTL (quantitative trait locus). L’utilisation de ces marqueurs permet d’avoir une bonne idée de la valeur génétique d’individus sans avoir à appliquer de schémas de sélection coûteux en temps et en argent… » - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9lection_assist%C3%A9e_par_marqueurs

La sélection assistée par marqueurs - Quel avenir pour l’amélioration des plantes ? Ed. AUPELF-UREF. John Libbey Eurotext. Paris 1994, pp. 387-397.
A. GALLAlS - Station de Génétique Végétale, Ferme du Moulon, 91190 Cif-sur-Yvette, France. INA-PG, 16, rue Claude-Bernard, 75242 Paris Cedex, France.

La découverte des marqueurs moléculaires de l’ADN nucléaire ouvre une nouvelle 6re
pour la sélection. En rendant possible l’étiquetage de certains gènes, cela permet de
rendre plus efficace la gestion et la manipulation de la variabilité génétique pour
construire des génotypes ayant de plus en plus de gènes ou d’associations de gènes
favorables.

D’une façon large, la sélection assistée par marqueurs correspond à toute
forme possible d’utilisation des marqueurs dans le processus d’amélioration. Les principales applications pour le sélectionneur sont : l’identité du matériel, la gestion
des ressources génétiques, la conduite des rétrocroisements, la construction de génotypes, la prédiction de l’hétérosis, la prédiction des valeurs génotypiques et la conduite de la sélection récurrente.

L’intérêt des marqueurs pour l’identification du matériel est évident. II est aussi très clair pour la conduite des rétrocroisements : cela permet de raccourcir la durée du processus à 3 générations tout en ayant une meilleure isogénicité. Pour la prédiction de l’hétérosis et la classification groupes d’aptitude à la combinaison, les résultats sont aussi très stimulants. L’efficacité de la construction de génotypes, c’est-à-dire du cumul progressif dans un même génotype des gènes favorables « marqués », dépend de l’importance de l’épistasie ; cela est tout à fait possible à l’intérieur d’un fond génétique donné au niveau de l’amélioration d’une population, les marqueurs pourront être très efficaces si le déséquilibre de liaison est important. Ils peuvent permettre l’augmentation de l’héritabilité par une meilleure séparation des effets génétiques et des effets du milieu, avec une efficacité relutive d’autant plus grande que l’héritabilité sera faible.

Cela renforce l’intérêt de la sélection massale, même en tenant compte du coût des analyses. Au niveau d’une sélection multi-caractère les marqueurs peuvent permettre de limiter les corrélations défavorables.

En permettant un certain étiquetage des gènes, c’est-à-dire en rendant identifiables des
gènes jusque-là non identifiables, l’accès à un grand nombre de marqueurs du génome
nucléaire (du type RFLP) ouvre une ère nouvelle pour la génétique et la sélection des
caractères complexes. Grâce aux marqueurs moléculaires, il devient en effet possible,
d’une part, de mieux lire le génotype à travers le phénotype et, d’autre part, de contrôler les recombinaisons entre locus en cause.

La sélection assistée par marqueurs, c’est-à-dire l’utilisation des marqueurs dans le
processus de sélection, peut donc concerner différents domaines :
- l’identification des génotypes pour des caractères oligogéniques (monogéniques)
très influencés par le milieu ou coûteux à mesurer,
- le contrôle de ta recombinaison, par l’identification, d’une part, des individus les
plus complémentaires à croiser entre eux, et, d’autre part, des transgressants les plus
favorables,
- la gestion de la variabilité au niveau des ressources génétiques (par exemple,
classification des populations en groupes d’aptitudes à la combinaison) ou au cours de
la sélection récurrente,
- la prédiction des valeurs génotypiques pour des caractères complexes,
- la prédiction de la valeur d’un croisement à partir d’informations sur les parents.

Avec des marqueurs très liés aux locus concernés, à effets suffisamment forts et
indépendants du contexte génétique, les deux premiers points sont les plus immédiats :
dans le cas où la liaison entre le marqueur et le locus n’est pas totale, ils peuvent facilement s’envisager au niveau de populations particulières où le déséquilibre de liaison
n’est dû qu’au linkage (populations F2 ou dérivées, backcross).

Cependant, avec une liaison statistique entre les marqueurs et un caractère quantitatif - donc entre un marqueur et un ou des locus à effet quantitatif (QTL) -, tous ces points, sauf le dernier qui est relatif à la création variétale, peuvent s’envisager au niveau de n’importe quelle population en sélection récurrente, à condition qu’elle soit suffisamment en déséquilibre de liaison ; ils ne nécessitent pas la cartographie, mais, si celle-ci existe, l’utilisation des marqueurs pourra être mieux raisonnée…

Source : https://www.cra.wallonie.be/uploads/2006/01/cpa2006_druet.pdf

Retour au début du dossier


Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 10/08/2021

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

Fichier : ISIAS Génétique Sélection assistée par marqueurs Sojas tolérants à la salinité et à la sécheresse.2.docx

Mis en ligne par le co-rédacteur Pascal Paquin du site inter-associatif, coopératif, gratuit, sans publicité, indépendant de tout parti, géré par Yonne Lautre : https://yonnelautre.fr - Pour s’inscrire à nos lettres d’info > https://yonnelautre.fr/spip.php?breve103

http://yonnelautre.fr/local/cache-vignettes/L160xH109/arton1769-a3646.jpg?1510324931

— -