L'amélioration des espèces végétales dépend de l'identification et de la combinaison d'ensembles particuliers de gènes. Sur le point de s'achever, un projet multinational sur le génome, centré sur le modèle de l'espèce Arabidopsis thaliana, devrait permettre d'identifier les gènes végétaux essentiels.

Le cresson Thale (Arabidopsis thaliana) est une des plantes sauvages terrestres les mieux caractérisées. Sur cette petite plante herbacée annuelle de la famille des Brassicaceae ont été réalisées des recherches fondamentales depuis près d'un siècle. A la fin de l'an dernier, un groupe de 200 scientifiques, représentant 35 laboratoires situés dans le monde entier, publiait la séquence de l'ADN, ou code génétique, de deux des cinq chromosomes que compte la minuscule plante. Le séquençage des trois autres est attendu pour la fin de l'année 2000.

En raison de sa petite taille, de la rapidité de sa croissance et de sa faible teneur en ADN, Arabidopsis constitue un matériau de choix pour les analyses génétiques. Les similitudes que présentent de nombreux gènes de Arabidopsis et les gènes des espèces de lointaine parenté comme le colza, le blé, et le riz, rendent les analyses encore plus attrayantes. De nombreux gènes distincts chez Arabidopsis possèdent des homologues qui remplissent les mêmes fonctions chez les espèces cultivées. Découvrir la position et la fonction de tous les gènes d'Arabidopsis permettra d'identifier ceux qui contrôlent les mêmes processus chez les espèces végétales cultivées plus complexes; une étape essentielle vers des voies d'investigation nouvelles et plus efficaces destinées à améliorer les espèces végétales.

Nous commençons tout juste à établir la séquence de l'ADN de Arabidopsis et à déterminer le rôle de certains gènes. Les scientifiques cherchent à comprendre le rôle de chacun des 26000 gènes estimés, comment agit le produit de chaque gène et comment est orchestré l'ensemble de cette activité génétique qui conduit à la formation d'une plante. Progresser en partant de la connaissance de la séquence d'ADN jusqu'à la compréhension du rôle de chaque gène dans un organisme est le plus grand défi de la biologie moderne. Au cours de ces dernières années, plusieurs techniques à "fort débit" ont été mises au point dans le but d'accélérer le processus et l'application collective de ces techniques; ce champ de recherche s'appelle aujourd'hui "génomique fonctionnelle".

Il y a quelques années, plusieurs gènes furent identifiés. On a découvert, par exemple, deux gènes situés aux extrémités des pousses, qui jouent le rôle de déclencheurs dans le processus de la floraison. D'autres chercheurs explorent actuellement la façon d'utiliser les gènes d'Arabidopsis pour induire le contraire: empêcher la floraison. Ici, le but ne consiste pas uniquement à éviter la dissémination "interspécifique de gènes" vers les espèces sauvages. Pour certaines espèces cultivées comme les laitues et les plants de pommes de terre, la floraison est un prélude à la mort. Elle envoie aux feuilles un message leur dictant d'interrompre la photosynthèse. Bloquer ce signal pourrait permettre aux agriculteurs de cultiver ces plantes plus longtemps et d'obtenir peut-être de meilleurs rendements, dans la mesure où les plantes n'auraient pas à dépenser de ressources dans la floraison. Un autre gène de Arabidopsis, appelé "Frigide", pourrait agir comme son nom l'indique en empêchant la floraison, ou du moins en retardant celle-ci jusqu'à ce que l'hiver soit achevé.

A l'heure actuelle, le rôle d'un tiers environ des séquences génomiques des végétaux n'est qu'un jeu de "devinettes". Mais grâce à la génomique fonctionnelle mise au point chez Arabidopsis, il sera possible dans un proche avenir de prédire le rôle de la majorité des gènes clefs présents dans les principales céréales.

FOOD TODAY 07/2000