Comment la sélection à trois parents améliore l’efficacité de la sélection végétale
La chaleur, la sécheresse et l’évolution des pressions exercées par les organismes nuisibles modifient les conditions agricoles plus rapidement que ne le permet le développement de nouvelles variétés de cultures. Les sélectionneurs doivent trouver un équilibre entre rendement, qualité et résilience. Or, la combinaison de caractères provenant de plantes apparentées éloignées ou sauvages est un processus lent, souvent entravé par des incompatibilités biologiques. Grâce à un financement du Conseil européen de l’innovation (CEI)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet 3P-Tec(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a travaillé sur un raccourci: une méthode de sélection à trois parents capable de combiner les caractéristiques de trois plantes en un seul événement de croisement, avec la possibilité d’incorporer des caractéristiques de parents sauvages qui sont souvent difficiles à introduire dans les variétés de cultures modernes en utilisant des croisements conventionnels.
Les croisements triparentaux élargissent les options de sélection
Dans la sélection classique, un ovule est fécondé par un seul spermatozoïde, produisant une descendance issue de deux parents. 3P-Tec s’appuie sur un phénomène biologique inhabituel mais réel, dans lequel un ovule fusionne avec deux spermatozoïdes. Comme l’explique Rita Gross-Hardt, coordinatrice du projet: «3P-Tec repose sur le principe fondamental selon lequel un ovule végétal peut être fécondé par des spermatozoïdes provenant de deux pères différents afin de produire une descendance viable bénéficiant des apports génétiques d’une mère et de deux pères.» Pour les sélectionneurs, cette solution peut se traduire par un nombre réduit de générations nécessaires pour réunir des caractères précieux, puisque deux ensembles de caractères paternels peuvent être introduits simultanément. Cette méthode vise également à surmonter un obstacle courant à l’amélioration des cultures: les barrières d’hybridation qui provoquent l’avortement des graines lorsque les sélectionneurs tentent de croiser des plantes génétiquement éloignées.
Un levier génétique qui augmente les taux de réussite de la triparentalité
Au-delà du concept de croisement, les chercheurs ont montré que deux enzymes, ECS1 et ECS2, influencent la fréquence à laquelle un ovule fusionne avec plus d’un spermatozoïde, un processus appelé polyspermie. À l’aide d’une méthode de criblage à haut débit, l’équipe a constaté que les plantes dépourvues de ces deux enzymes présentaient un taux de polyspermie trois fois plus élevé. Ce taux plus élevé augmente la probabilité de produire une descendance triparentale, rendant ainsi l’approche plus efficace. Ce mécanisme clé et son impact sur l’efficacité de la récupération triparentale des plantes ont été documentés dans une publication scientifique à comité de lecture(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Du prototype de betterave sucrière aux futures filières de cultures
Le projet 3P-Tec s’appuie sur des travaux antérieurs financés par le Conseil européen de la recherche – CER(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) dans le cadre des projets bi-BLOCK et TriVolve, et a franchi le stade de la démonstration de principe pour s’orienter vers une application concrète en sélection végétale. L’une des étapes concrètes a été le transfert de cette technologie vers une culture européenne majeure. Rita Gross-Hardt note: «Une étape majeure a été la création d’une betterave sucrière triparentale, premier prototype de culture.» La démonstration de cette approche sur la betterave sucrière montre qu’elle peut être appliquée au-delà des plantes modèles, un obstacle majeur avant que les sélectionneurs ne puissent recourir à cette méthode à grande échelle. Le projet visait également à ouvrir la voie à une utilisation sur d’autres cultures, notamment la pomme de terre, où les sélectionneurs sont soumis à une pression croissante pour proposer des variétés résistantes au changement climatique sans sacrifier le rendement. Des sélectionneurs industriels ont été associés au projet afin de garantir que les travaux restent en phase avec les délais commerciaux, les exigences de robustesse et de mise à l’échelle.
Une voie non transgénique vers une sélection plus rapide et adaptée au changement climatique
La coordinatrice du projet présente 3P-Tec comme une méthode non génétiquement modifiée, plus proche des voies de sélection conventionnelles que des méthodes transgéniques, conformément à la réglementation européenne en vigueur. La mise à l’échelle de ce processus pourrait aider les sélectionneurs à combiner rapidement des caractères clés de performance et de résilience, stabilisant ainsi les rendements dans des conditions climatiques extrêmes. Une fois pleinement mise en œuvre, la valeur pratique de cette technologie apparaîtra surtout dans les domaines où la sélection conventionnelle se heurte depuis longtemps à des difficultés. Elle permettra de transférer des caractères au-delà des barrières entre espèces sans passer par des années de croisements infructueux, de rétrocroisements répétés et de saisons de culture perdues.
