Environnement

Chaire en Biologie du génome et génomique de l'évolution

Rod wing

Nationality American

Year of selection 2013

Institution IRRI

Country Philippines

Risk Environnement

Chairs

5 years

500000 €

RESUME DES RESULTATS DE RECHERCHE [2min de lecture]

Exploiter l'information génomique pour créer le Super Riz Vert

L’accroissement de la population mondiale, qui devrait atteindre 10 milliards de personnes d'ici 2050, pose un défi majeur à l'agriculture, et particulièrement à la production de cultures de base. Le riz, composante essentielle du régime alimentaire de la moitié de la population mondiale et excellent modèle pour l'exploration de la génomique des cultures, joue un rôle crucial dans l'avenir de la sécurité alimentaire mondiale. Expert de renommée mondiale en génomique végétale, bio-informatique et biologie évolutive, le professeur Rod Wing a passé une partie importante de sa carrière à explorer la grande diversité génétique des variétés domestiques et sauvages du riz Oryza. Titulaire de la Chaire AXA en biologie du génome et génomique évolutive à l'Institut International de Recherche sur le Riz (IRRI) de 2014 à 2020, il a réalisé des progrès cruciaux dans l'exploitation de précieuses variations naturelles de l'ADN pour permettre une nouvelle génération de cultures durables, appelée Green Super Rice (Super Riz Vert en français). Ces variétés auront un rendement plus élevé, seront plus nutritives, plus résistantes aux stress du changement climatique et auront une empreinte environnementale moindre.

Séquençage des génomes de toutes les espèces de riz : une initiative colossale bientôt aboutie

Jusqu'à présent, deux réalisations majeures ont attiré l'attention de la communauté de la génomique végétale, toutes deux concernant la production de génomes de référence de haute qualité, pierre angulaire du projet. La première concerne le séquençage du génome des 15 sous-populations (ou sous-espèces) identifiées du riz asiatique (Oryza sativa), de loin l'espèce de riz la plus consommée. La seconde concerne les espèces sauvages apparentées au riz. En 2018, Prof Rod Wing et ses collaborateurs ont publié un article de référence dans Nature Genetics qui analysait les génomes de référence de 13 espèces de riz domestiquées et sauvages apparentées dont 9 étaient des génomes de référence nouvellement séquencés. Ils ont notamment pu identifier de nombreux nouveaux déterminants génétiques potentiellement utilisables pour la protection future des cultures.

Le point culminant des travaux menés dans le cadre du programme de la Chaire AXA sera la publication, prévue pour décembre 2021, d'un ensemble complet de génomes de référence de haute qualité pour les 27 espèces de riz connues à travers le genre Oryza. La production de ces exemples complets et représentatifs d'un ensemble de gènes d'espèces est une étape fondatrice sur la voie du développement du Super Riz Vert. Ils serviront de base solide pour l'identification et la compréhension des variations génétiques responsables des caractères agronomiques bénéfiques.

Des génomes de référence à la culture du Super Riz Vert

"Ce n'est que le début de notre voyage", insiste le Prof Rod Wing. Les résultats obtenus dans le cadre de la Chaire et les collaborations initiées entre les chercheurs sur le riz et les centres internationaux du riz tels que l'IRRI ont ouvert la porte au plus grand défi crucial auquel la communauté est confrontée : combler l'écart entre les génotypes. La prochaine étape consistera à cartographier les génomes de référence de haute qualité les uns par rapport aux autres afin d'identifier les variations naturelles de l'ADN (nouveaux gènes, caractères et/ou régions génomiques) en tenant compte de leurs différentes caractéristiques observables (phénotype), telles que la résistance aux maladies, la capacité à pousser en eau salée, etc. Une fois isolées, ces variations génétiques peuvent être systématiquement exploitées pour améliorer les cultures, par exemple pour augmenter le potentiel de rendement, la qualité nutritionnelle, la tolérance aux parasites, aux maladies et aux stress tels que les inondations et les sécheresses qui seront inévitables avec le changement climatique futur. En fin de compte, les données produites dans le cadre de la Chaire seront déposées dans des "banques de gènes numériques" accessibles au public, que les sélectionneurs pourront consulter pour trouver des caractéristiques spécifiques et ainsi accélérer leurs efforts en vue de cultiver des Green Super Rice.

Le riz n'est pas le seul aliment de base qui se distingue par son importance pour la civilisation humaine. Cependant, avec un nombre de paires d'ADN estimé à 400 millions, le plus petit génome parmi les principales céréales constitue le modèle le plus prometteur pour exploiter la génomique des agroécosystèmes afin d'augmenter la production alimentaire. En se lançant dans l'initiative colossale de produire des génomes de référence pour toutes les espèces de riz existantes, cultivées et sauvages, le Prof Rod Wing et ses collaborateurs ont jeté des bases solides pour le développement et la culture de variétés de riz durables à l'avenir. De plus, les progrès réalisés dans le cadre du Green Super Rice pourraient servir de modèle pour d'autres systèmes de culture et, à terme, favoriser un changement de paradigme vers des systèmes agricoles verts et une production alimentaire durable.

Photo: @utsmanmedia