New Breeding Techniques

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Les New Breeding Techniques (NBT), aussi appelées « Nouvelles techniques de sélection végétale » ou « Nouvelles techniques d’amélioration des plantes », font référence à un ensemble de techniques d’édition génomique employées dans le domaine de la sélection végétale pour développer de nouvelles variétés de plantes.

Historique[modifier | modifier le code]

La plupart de ces techniques ont été rassemblées pour la première fois sous l’appellation « NBT » par le rapport de 2011 du Centre commun de recherche de l’Union européenne[1]. Individuellement, ces techniques peuvent cependant être très anciennes, comme la pratique de la greffe, ou très récentes, comme CRISPR-Cas9 mise au point en 2012.

Techniques[modifier | modifier le code]

Liste des techniques concernées[modifier | modifier le code]

Selon les travaux en cours du Centre commun de recherche européen[1] et du Haut Conseil des biotechnologies français[2], l’appellation New Breeding Techniques recouvre l’ensemble des techniques suivantes :

Certaines de ces techniques ne sont pas spécifiques au domaine végétal, ou ne sont pas réellement nouvelles, à l’exemple de la pratique de la greffe. En outre, ces différentes techniques sont susceptibles d’être utilisées simultanément ou en complément d’autres techniques comme la sélection génomique[2].

Objectifs[modifier | modifier le code]

Les NBT permettent de produire plusieurs types d’effets[3]:

Intérêts[modifier | modifier le code]

Les New Breeding Techniques se distinguent par leur capacité à cibler et modifier de manière précise le génome des plantes[2], et d’obtenir rapidement des variétés stables, à la différence des méthodes classiques de sélection végétale[4]. Par rapport aux OGM, les plantes obtenues par les techniques NBT se caractérisent par l’absence d’ADN étranger[4].

L’utilisation des NBT vise à permettre[4] :

  • Une action limitée aux gènes d’intérêt
  • L’absence de recours à de l’ADN étranger
  • L’édition multiple d’un gène
  • L’édition simultanée de plusieurs gènes
  • L’élargissement maîtrisé de la base génétique d’une espèce
  • Le développement de tout trait d’intérêt agronomique ou écologique

Applications[modifier | modifier le code]

Grâce aux NBT, il est possible d'intégrer à des végétaux des traits nouveaux au sein de l'espèce ou issus d'autres variétés.

Résistance aux maladies[modifier | modifier le code]

Les NBT sont employées pour développer les résistances des plantes à différentes maladies. Une variété de maïs résistante à la nécrose létale du maïs, destinée à l’Afrique de l'Est, est en cours de création par le CIMMYT en utilisant CRISPR/Cas9[5],[6]. CRISPR/Cas9 a également été utilisé pour développer la résistance de variétés de tomate et de concombre aux potyvirus, en inactivant un gène utilisé par cette famille de virus pour se développer dans les organismes hôtes[7].

En parallèle, les TALENs sont utilisées pour développer la résistance du riz aux bactéries xanthomonas[8],[9].

La cisgénèse a également permis à des pommes de terre de devenir résistantes au mildiou, en combinant simultanément trois gènes de résistance à cet agent pathogène[10].

Meilleure adaptation aux conditions environnementales[modifier | modifier le code]

La technique CRISPR/Cas9 a permis de favoriser l'expression d'un gène connu pour accroître la tolérance du maïs à la sécheresse en remplaçant le promoteur associé par un promoteur augmentant sa fréquence d'expression[11].

Qualité nutritionnelle et conservation des aliments[modifier | modifier le code]

Grâce à l'utilisation des TALENs, un gène en partie responsable de la synthèse d'acides gras chez le soja a été éteint, augmentant la part des acides mono-insaturés et réduisant celle des acides gras saturés, améliorant ainsi la qualité nutritionnelle de l'huile extraite de la variété de soja concernée[12].

L'interférence par ARN a également servi à empêcher l'expression d'un gène provoquant la modification de l'amidon de la pomme de terre au contact du froid (conservation réfrigérée). Sans cela, l'amidon transformé en sucres réducteurs, lorsque la pomme de terre est ensuite mis au contact de hautes températures (huile de friture), produit des acrylamides, probablement cancérogènes pour l'homme[13].

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Maria Lusser, Claudia Parisi, Damien Plan et Emilio Rodríguez-Cerezo, « New plant breeding techniques - State-of-the-art and prospects for commercial development », Commission européenne / Joint Research Centre (JRC) / Institute for Prospective Technological Studies (IPTS), (consulté le 12 juillet 2016)
  2. a, b et c Note sur les "nouvelles techniques" du comité scientifique du HCB, site du HCB, le 19 janvier 2016
  3. P. Mollier, ABC des nouvelles biotechnologies de modifications ciblées du génome, site de l'INRA, le 15 juin 2015
  4. a, b et c P. Rogowsky, Promesses et limites des nouveaux outils de sélection végétale (NBT), présentation lors des rencontres « Agriculture & Innovation 2025 » au salon international de l'agriculture, le 3 mars 2016
  5. DuPont Pioneer and CIMMYT form CRISPR-Cas public/private partnership, CIMMYT
  6. CRISPR/Cas9, la plus médiatisée des NBT, info NBT, 12 octobre 2016
  7. Chandrasekaran J., Brumin M., Wold D., Leibman D., Klap C., Pearlsman M., Sherman A., Development of broad virus resistance in non-transgenic cucumber using CRISPR/Cas9 technology, Molecular Plant Pathology, septembre 2016, 17(7):1140-53, doi: 10.1111/mpp.12375
  8. High-efficiency TALEN-based gene editing produces disease-resistant rice, Ting Li, Bo Liun Martin H Spalding, Donald P Weeks et Bing Yang, Nature Biotechnology, n°30, 7 mai 2012, 390-392, DOI:10.1038/nbt.2199
  9. TALEN, ciseaux moléculaires de la nouvelle génération de NBT, info NBT, 20 novembre 2016
  10. Haverkort A.J., Struik P.C., Visser R.G.F., Jacobsen E., Applied biotechnology to combat late blight in potato caused by Phytophthora infestans, Potato Research, août 2009, 52:249-264, doi: 10.1007/s11540-009-9136-3
  11. Shi J., Gao H., Wang H., Lafitte H.R., Archibald R.L., Yang M., Hakimi S.M., Mo H., Habben J.E., ARGOS8 variants generated by CRISP-Cas9 improve maize grain yield under field drought stress conditions, Plant Biotechnology Journal, février 2017, 15(2):207-216, doi: 10.1111/pbi.12603
  12. W.Haun, A. Coffman, B.M. Clasen, Z.L. Demorest, A. Lowy, E. Ray, A. Retterath, T. Stoddard, A. Juillerat, F. Cedrone, L. Mathis, D.F. Voytas, F. Zhang, Improved soybean oil quality by targeted mutagenesis of the fatty acid desaturase 2 gene family, Plant Biotechnology Journal, 23 mai 2014, doi: 10.1111/pbi.12201
  13. Clasen B.M., Stoddard T.J., Luo S., Demorest Z.L., Li J., Cedrone F., Tibebu R., Davison S., Ray E.E., Daulhac A., Coffman A., Yabandith A., Retterath A., Haun W., Baltes N.J., Mathis L., Voytas D.F., Zhang F., Improving cold storage and processing traits in potato through targeted gene knockout, Plant Biotechnology Journal, janvier 2016, 14(1):169-76., doi: 10.1111/pbi.12370