Les chercheurs ont décodé le génome complexe de la canne à sucre, révélant sa taille immense et son potentiel pour améliorer la résilience des cultures et développer des ressources renouvelables. Cette avancée scientifique, fruit d'un effort de collaboration internationale de plusieurs décennies, ouvre la voie à des techniques de sélection avancées et à de nouvelles applications dans le domaine de la bioénergie et au-delà. Crédit : Issues.fr.com
En dévoilant le génome de la canne à sucre, les scientifiques ont ouvert la voie à une sélection innovante et à un approvisionnement en carbone renouvelable, annonçant une nouvelle ère dans la recherche agricole et la durabilité.
Les chercheurs ont percé le mystère de la génétique de la canne à sucre et ont découvert que le génome de cette culture est trois fois plus grand que le génome humain et qu'il est plus complexe.
Après une décennie de recherche, des scientifiques de l'Université du Queensland, l'agence scientifique nationale australienne CSIROet Sugar Research Australia (SRA) ont pu pour la première fois cartographier entièrement le génome de la canne à sucre.
Percée dans la cartographie du génome de la canne à sucre
Le professeur Robert Henry, co-auteur de l'Alliance du Queensland pour l'agriculture et l'innovation alimentaire, a déclaré que la canne à sucre était la dernière des 20 principales cultures du monde dont le génome avait été cartographié.
« Cela marque le début de la révolution génomique de la canne à sucre, et nous disposons désormais des connaissances nécessaires pour égaliser les règles du jeu avec les autres cultures », a déclaré le professeur Henry.
« Bien que cette cartographie du génome soit un outil pour aider à créer des cultures de canne à sucre plus résistantes, elle constitue également une avancée majeure pour nos autres recherches visant à transformer la canne à sucre et d'autres biomasses végétales en carburant d'aviation. »
Cette image montre une carte d'ordre des gènes (créée à l'aide de GENESPACE) qui compare les assemblages de génomes entre espèces végétales apparentées. Les lignes blanches horizontales représentent les chromosomes et les tresses colorées qui les relient montrent des blocs de gènes conservés. Cela permet aux chercheurs de suivre les gènes d'intérêt conservés provenant de cultures bien documentées (telles que Sorghum bicolor ; un type spécifique de sorgho) dans des génomes plus complexes, tels que la canne à sucre sauvage et le cultivar R570, afin de mieux comprendre leur fonction. Par contraste, l'assemblage monoploïde précédent de R570 est présenté dans la rangée supérieure, où plusieurs copies de chromosomes dans le génome étaient représentées comme un seul assemblage en mosaïque. Crédit : Adam Healey et John Lovell/HudsonAlpha
Carbone renouvelable et potentiel de la canne à sucre
Le professeur Henry développe des produits à base de carbone renouvelable à partir de la biomasse végétale pour les utiliser comme carburant d'aviation rentable et durable dans le cadre du centre de recherche ARC pour l'ingénierie des usines visant à remplacer le carbone fossile.
« Traditionnellement, la canne à sucre était cultivée uniquement pour le sucre, mais maintenant, avec le passage à zéro émission nette, il existe un grand intérêt à ce que l'une des cultures les plus productives au monde devienne une source de carbone renouvelable », a-t-il déclaré.
« Cette cartographie du génome nous aidera à produire de la canne à sucre qui constitue une meilleure matière première pour remplacer le carbone fossile. »
Impact sur la recherche et l'industrie de la canne à sucre
La chercheuse principale et chercheuse scientifique du CSIRO, la Dre Karen Aitken, a déclaré que la percée dans la cartographie du génome a permis de relever le défi critique de la stagnation des rendements en sucre en exploitant la diversité génétique auparavant inaccessible de la canne à sucre.
« Il s'agit d'une avancée majeure pour la recherche sur la canne à sucre et améliorera notre compréhension de caractéristiques complexes telles que le rendement et l'adaptation à diverses conditions environnementales ainsi que la résistance aux maladies », a déclaré le Dr Aitken.
« Il s’agit du premier génome d’une variété de canne à sucre de haute qualité à être complété.
« Cela représente une réalisation scientifique importante issue de 10 années d’efforts collaboratifs de la part de scientifiques du monde entier.
« Ces connaissances ouvrent des opportunités pour de nouveaux outils permettant d'améliorer les programmes de sélection dans le monde entier pour cette précieuse culture bioénergétique et vivrière. »
Le Dr Nathalie Piperidis, cytogénéticienne de Sugar Research Australia, a déclaré que le dévoilement de la séquence créerait une pléthore d'opportunités.
« Sugar Research Australia est extrêmement fier de son implication dans cette réalisation remarquable », a déclaré le Dr Piperidis.
« Non seulement ces travaux promettent d’améliorer notre compréhension de cette culture étonnante, mais ils offriront également des moyens sans précédent de faire progresser les techniques de sélection au sein de l’industrie afin de produire une gamme de produits renouvelables et commercialement viables qui incluent, mais vont bien au-delà du sucre. »
Le document de recherche a été publié dans Nature.
Pour en savoir plus sur cette étude, voir Révéler les doux mystères de l’ADN de la canne à sucre.
La recherche a été financée par le Joint Genome Institute (États-Unis) par le biais du programme de séquençage communautaire du Département américain de l’énergie.
La Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation est un institut de recherche de l'Université du Queensland soutenu par le gouvernement du Queensland via le ministère de l'Agriculture et de la Pêche.
