Comment la sélection à trois parents améliore la sélection des cultures
La chaleur, la sécheresse et l’évolution des pressions exercées par les nuisibles modifient les conditions agricoles plus rapidement que ne peuvent être développées 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 lente et souvent entravée par des incompatibilités biologiques. Financé par le Conseil européen de l’innovation (CIE)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet 3P-Tec(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a imaginé un raccourci: une méthode de sélection à trois parents qui permet de combiner les caractéristiques de trois plantes en un seul croisement, avec la possibilité d’incorporer des caractéristiques de parents sauvages qui sont souvent difficiles à introduire dans les variétés de cultures modernes par le biais de croisements conventionnels.
Les croisements à trois parents élargissent les possibilités d’élevage
Dans l’élevage standard, un ovule est fécondé par un spermatozoïde, ce qui donne une progéniture à deux parents. 3P-Tec s’appuie sur un événement biologique inhabituel, mais réel, au cours duquel un ovule fusionne avec deux spermatozoïdes. Comme l’explique Rita Gross-Hardt, coordinatrice du projet, «3PaTec s’appuie sur l’idée fondamentale qu’un ovule végétal peut être fécondé par des spermatozoïdes de deux pères différents pour produire une progéniture viable avec les contributions génétiques d’une mère et de deux pères». Pour les sélectionneurs, cela peut signifier moins de générations pour assembler des caractères de valeur, puisque deux ensembles de caractères paternels peuvent être introduits simultanément. La méthode s’attaque également à un obstacle courant dans l’amélioration des cultures: les barrières d’hybridation qui provoquent l’avortement des semences lorsque les sélectionneurs tentent de croiser des plantes génétiquement éloignées.
Un levier génétique qui augmente le taux de réussite des méthodes triparentales
Au-delà du concept de croisement, les chercheurs ont démontré que deux enzymes, ECS1 et ECS2, influencent la fréquence de fusion d’un ovule avec plus d’un spermatozoïde, un processus appelé polyspermie. En utilisant une méthode de criblage à haut débit, l’équipe a découvert que les plantes dépourvues des deux enzymes présentaient une polyspermie trois fois plus importante. Ce taux plus élevé augmente la probabilité de produire une progéniture à trois parents, ce qui rend 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 évaluée par les pairs(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Du prototype de betterave sucrière aux futurs pipelines de cultures
Le projet 3P-Tec s’appuie sur des travaux antérieurs soutenus par l’UE et a dépassé le stade de la preuve de principe pour s’orienter vers une application dans la sélection des cultures. Le transfert dans une culture européenne majeure est une étape concrète. Rita Gross-Hardt souligne que «l’établissement d’une betterave sucrière triparentale en tant que premier prototype de culture a constitué une étape importante». La démonstration de cette approche sur les betteraves sucrières confirme qu’elle peut être appliquée au-delà des plantes modèles, ce qui constituait un obstacle majeur avant que les sélectionneurs puissent utiliser cette méthode à grande échelle. Le projet visait également à préparer le terrain pour une utilisation dans d’autres cultures, notamment la pomme de terre, où les sélectionneurs sont soumis à une pression croissante pour fournir des variétés résistantes au climat sans sacrifier le rendement. Des sélectionneurs industriels ont été impliqués pour garantir que le travail reste aligné sur les calendriers commerciaux, la robustesse et les exigences de mise à l’échelle.
Une voie non transgénique vers une sélection plus rapide et plus intelligente sur le plan climatique
Le coordinateur du projet présente 3P-Tec comme une technologie non génétiquement modifiée et plus proche des méthodes de sélection conventionnelles que des méthodes transgéniques, conformément aux réglementation européenne en vigueur. L’extension de ce processus pourrait aider les sélectionneurs à combiner des caractéristiques clés de performance et de résilience, afin de stabiliser les rendements dans des climats extrêmes. Une fois pleinement mise en œuvre, la valeur pratique de la technologie deviendra plus évidente dans les domaines où la sélection conventionnelle a longtemps été en difficulté. Elle permet de transférer des caractéristiques au-delà des frontières des espèces sans passer par des années de croisements infructueux, des rétrocroisements répétés et des saisons de croissance perdues.
