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Une (micro)clé du rendement du riz

mercredi 23 décembre 2015

par Agnès Vernet

Plusieurs équipes mettent en lumière le rôle d’un microARN dans la régulation du nombre et de la taille des grains produits par la céréale.

La moitié de la population mondiale dépend du riz pour son alimentation. Alors que les surfaces agricoles sont en diminution, comprendre les mécanismes influant sur le rendement de cette céréale mobilise de nombreuses équipes à travers le monde. C’est ainsi que trois groupes de recherches, tous chinois mais travaillant de manière indépendante, mettent au jour le rôle du microARN conservé miR396 sur la croissance du riz. Un premier groupe de chercheurs, de l’Université de Wuhan, est tombé sur cette séquence régulatrice en cherchant les mécanismes moléculaires expliquant la tendance d’un hybride à former davantage d’épis que ses parents (1). Ces travaux montrent que bloquer miR396 libère l’expression d’un gène codant le facteur de régulation de la croissance GRF6 (Growth Regulating Factor). Celui-ci promeut la formation des inflorescences via, notamment, la voie de biosynthèse de l’auxine, une hormone qui contrôle la croissance et le développement des plantes. En clair, plus on empêche la liaison entre miR396 et GRF6, plus le riz donne d’épis.
Les deux autres équipes, affiliées à l’Académie chinoise des sciences et aux Académies des sciences agricoles de Fuzhou et Hangzhou, se sont intéressées au gène codant un autre facteur de régulation : GRF4 (2,3). Ce gène existe sous plusieurs allèles dont certains, comme le variant GL2, entraînent la formation de grains plus longs. Les chercheurs ont étudié des mutations de ce locus qui conduisent à une augmentation de la taille des grains. Chacune travaillant sur un variant différent, les deux équipes ont toutes deux mis en évidence que les mutations bloquant la liaison de GRF4 avec miR396 sont responsables des phénotypes de longs ou gros grains. Là encore, le microARN réduit l’expression du facteur de régulation qui, une fois libéré de cette pression, active des hormones végétales. Le GRF4 stimule ainsi la voie des brassinostéroïdes, réputés pour favoriser l’expansion et l’élongation cellulaire.
Ce microARN semble donc, à triple titre, une piste de choix pour des recherches visant à développer des variétés à fort rendement.

(1) Gao F et al. (2015) Nat Plants, doi:10.1038/nplants.2015.196
(2) Che R et al. (2015) Nat Plants, doi:10.1038/nplants.2015.195
(3) Duan P et al. (2015) Nat Plants, doi:10.1038/nplants.2015.203

Ces trois phénotypes de riz ne diffèrent que par la régulation liée à miR396.
© Chet et al.

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