Une meilleure productivité des récoltes grâce à l’identification de voies moléculaires et à l’échange de connaissances
La sécurité alimentaire est une priorité mondiale. Face à la croissance démographique et à la réduction des terres arables disponibles en raison du changement climatique, l’augmentation de la production alimentaire représente l’un des plus grands défis que l’humanité devra relever durant ce siècle. Le projet ExpoSEED(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, s’y est attaqué en appliquant différentes approches innovantes à des espèces modèle et de cultures afin de comprendre comment améliorer le rendement des espèces cultivées. «Nous avons identifié des facteurs clés qui contrôlent la formation de l’inflorescence et le développement des semences chez des espèces éloignées afin de créer une sécurité nutritionnelle», avance Raffaella Battaglia, coordinatrice du projet. Le projet représentait un consortium international et intersectoriel composé de neuf partenaires venant d’Allemagne, d’Espagne, d’Italie, des Pays-Bas, d’Argentine, d’Australie, de Colombie, du Japon et du Mexique. Il comprenait des scientifiques issus du monde académique et des entreprises de semences, collaborant sur différentes espèces végétales. «Parmi celles-ci l’espèce modèle (Arabidopsis thaliana), ainsi que des céréales comme le riz, l’orge, le blé tendre et le blé dur, et des espèces appartenant aux familles du pavot, de la tomate et du café», explique Mme Battaglia.
Des progrès grâce à la collaboration
ExpoSEED a exploité cette expertise complémentaire pour transférer des connaissances acquises à partir de différentes espèces et accélérer la découverte de la fonction génique. «Cet aspect du projet a été déterminant», commente Mme Battaglia. «Il permettra d’accélérer les découvertes sur la fonction génique chez ces espèces pour lesquelles la redondance génétique et le manque d’outils moléculaires entravent la bonne identification des gènes qui peuvent être manipulés afin d’améliorer le rendement des récoltes.» Grâce aux efforts combinés des partenaires, ExpoSEED nous permet de disposer aujourd’hui d’un aperçu plus complet du contrôle moléculaire de la formation des fruits et des semences, ce qui est un des résultats majeurs du projet. «Il était très important d’identifier les pôles moléculaires reliant différentes voies, car nous devons comprendre ce qui peut être manipulé pour améliorer le rendement et limiter les compromis entre les différentes composantes de ce rendement», souligne Mme Battaglia. L’étude d’Arabidopsis thaliana a fourni des informations détaillées sur les réseaux moléculaires qui contrôlent la structure des carpelles, la détermination des ovules, la taille des fruits et la production de semences. «Fait intéressant, nous avons pu clarifier la diaphonie entre les gènes clés contrôlant la différenciation des carpelles et le métabolisme des hormones», précise Mme Battaglia. Par ailleurs, les partenaires du projet ont adopté une perspective évolutive, menant à une compréhension détaillée des réseaux moléculaires régissant la formation des fleurs chez des espèces appartenant aux familles du pavot, de la tomate et du café.
Des avantages pluriels
En plus de publier ses résultats dans d’importantes revues scientifiques à comité de lecture ayant un impact considérable, ExpoSEED a également facilité la collaboration entre la science et l’industrie. «C’était passionnant de créer un réseau où les connaissances acquises sur une espèce modèle comme Arabidopsis thaliana ont été débattues puis évaluées dans d’autres cultures. Les sciences végétales doivent désormais approfondir la recherche sur la fonction génique afin de surmonter un éventuel “plateau” qui pourrait entraver l’amélioration du rendement», ajoute Mme Battaglia. Le projet était une initiative de l’Échange de personnel de recherche et d’innovation Marie Skłodowska-Curie Marie (MSCA-RISE). Il a permis à des chercheurs expérimentés et en début de carrière de travailler dans des laboratoires de haut niveau, d’étoffer leur palette de compétences et de transférer les connaissances acquises dans leur institution nationale, tout en dynamisant leur évolution professionnelle. ExpoSEED profitera également à la communauté de la recherche au sens large grâce à la production de connaissances scientifiques et de nouvelles hypothèses actuellement à l’étude. «À long terme, les connaissances générées par ExpoSEED représentent une étape supplémentaire vers la sécurité alimentaire», conclut Mme Battaglia.
Mots‑clés
ExpoSEED, semence, gène, céréale, sécurité alimentaire, réseaux moléculaires, Arabidopsis thaliana, phytoscience
