Il y a quinze ans, des scientifiques ont annoncé qu'ils avaient fini de séquencer le génome humain, une tâche monumentale qui a nécessité des décennies de recherche et des milliards de dollars. Après cela, il semblerait peut-être que cartographier la génétique d’une plante sédentaire serait facile. Mais ce n'était pas le cas du tout. Il s'avère que l'ADN du bon vieux pain de blé de jardin est un gâchis complexe et complexe, et déchiffrer le code semblait être un exploit impossible - jusqu'à maintenant.
Les chercheurs ont finalement séquencé le génome du blé, une percée qui pourrait conduire à des innovations telles que des variétés résistantes à la sécheresse et riches en vitamines, rapporte Ed Yong à The Atlantic.
Yong explique que le génome du blé est si complexe parce que génétiquement, il s'agit de trois espèces en une. Il y a environ 500 000 ans, deux des ancêtres herbeux du blé se sont naturellement hybrides, créant ainsi du blé sauvage. Lorsque les premiers agriculteurs humains ont domestiqué la plante, une autre espèce d'herbe étroitement liée a également ajouté du matériel génétique au mélange. Cela signifie que le génome a trois paires de chaque chromosome. Cela signifie également que, par rapport au génome humain, qui compte 3 milliards de nucléotides, ou lettres génétiques, le blé en compte 16 milliards. Et un seul chromosome, dit Yong, est plus gros que le génome entier du soja. L'ensemble du génome, composé de 21 chromosomes, contient également des éléments répétitifs confus, qui constituent 85% de la séquence.
L’effort pour comprendre l’ADN du blé était aussi vaste que le génome lui-même. Selon Elizabeth Pennisi de Science, 200 scientifiques de 73 institutions de 20 pays (le Consortium international de séquençage du génome du blé) ont été nécessaires sur 13 ans et 75 millions de dollars pour faire craquer le blé. En fin de compte, le nouveau génome de référence entièrement annoté, publié dans la revue Science, inclut la localisation précise de 107 891 gènes et de 4 millions de marqueurs moléculaires d'une variété de blé tendre appelée Chinese Spring.
Rudi Appels, biologiste moléculaire à Agriculture Victoria en Australie et faisant partie du consortium, explique qu'au début du projet, de nombreuses personnes pensaient que le séquençage était impossible. Mais le temps et la technologie ont fait du projet une réalité. «Je pensais que le blé méritait d'être aussi bien défini que le génome humain, puis la technologie s'est vraiment développée énormément», a-t-il déclaré à Melissa Davey, du Guardian. «Soudainement, ce qui était à l'époque littéralement impossible semblait réalisable, et je voulais y être et capturer les nouvelles technologies au fur et à mesure de leur apparition.»
La sélection du blé avec des méthodes traditionnelles est devenue notoirement difficile en raison de la génétique complexe de la plante. Le nouveau génome de référence fournira aux chercheurs une feuille de route sur la manière d'améliorer la plante. Les premières ébauches du génome ont déjà démarré la recherche sur le blé. «Ce qui nous a pris des années dans le passé nous prend maintenant une nuit», explique Jorge Dubcovsky de l'Université de Californie à Davis, Pennisi. "C'est comme marcher avec une carte Google."
Des chercheurs du John Innes Center à Norwich, au Royaume-Uni, ont déjà utilisé le génome pour identifier les gènes de la taille du grain. Grâce à la technologie CRISPR d’édition de gènes, ils ont pu produire du blé dont les grains étaient 20% plus gros que la normale. D'autres équipes utilisent le génome pour produire des variétés qui n'ont pas besoin d'hiverner dans le sol pour germer. D'autres étudient les gènes qui rendent le blé moins vulnérable aux insectes. Les chercheurs étudient également les gènes qui produisent les protéines responsables des allergies dans l’espoir de produire du blé hypoallergénique.
Le séquençage, même difficile, était nécessaire. De nombreux agriculteurs ont été les premiers bailleurs de fonds du projet - et avec raison. Actuellement, le blé représente environ 20% de toutes les calories consommées sur Terre. Si la population continue d'augmenter, les agriculteurs devront produire chaque année davantage pour soutenir l'humanité d'ici 2050. Mais convertir des millions d'acres en terres agricoles est coûteux et aurait des conséquences énormes pour l'environnement. Cela signifie que les gains doivent provenir du blé lui-même, grâce à de meilleures variétés et à une résistance accrue aux éléments et aux insectes.
L’espoir que le génome existe est que le blé connaîtra certaines des percées novatrices que d’autres cultures ont connues, notamment le maïs, dont le génome a été publié en 2009, et le riz, achevé en 2005.
