Merci au pollinisation Une grande variété de nourriture est obtenue, principalement des cultures horticoles. En fait, pollinisateurs Comme les abeilles, les coléoptères, les oiseaux et les chauves-souris interviennent dans 35% de la production agricole mondialeaugmentant la production de 87 des principales cultures alimentaires de la planète, ainsi que de nombreux médicaments dérivés des plantes.
L'activité humaine a exercé une grande pression sur les pollinisateurs, augmentant leur demande, mais en même temps détruisant leurs habitats. Les populations en polyinage diminuent, dans certains cas, radicalementqui laisse dans l'air l'avenir non seulement de nombreuses espèces végétales, mais aussi de celle de la sécurité alimentaire mondiale.
La chute des pollinisateurs laisse dans l'air l'avenir non seulement de nombreuses espèces végétales, mais aussi de celle de la sécurité alimentaire mondiale
Une étude scientifique internationale, publiée dans le magazine «Nature», a révélé que Les tournesols peuvent produire des graines viables sans pollinisation, à travers un processus appelé «Parthénogenèse». Il s'agit d'une étape importante dans le domaine de la biotechnologie végétale.
Cette constatation pourrait révolutionner le Amélioration génétique des cultures En réduisant six ans à seulement dix mois, le temps nécessaire pour obtenir des plantes pures, essentiels pour développer des variétés plus résistantes et productives.
Champ de tournesol. / Efeagro / mónica faro
La recherche, effectuée dans des conditions de serre contrôlées, des caméras de croissance et de terrain, a initialement cherché à générer Embryons haploïdes (avec la moitié des chromosomes) sur les tournesols à travers l'inhibition chimique d'une enzyme dans le pollen.
Cependant, les chercheurs ont remarqué quelque chose d'inattendu: Même en éliminant complètement le pollen, les plantes ont continué à produire des graines petites et ridées. « Au début, nous attribuons ces graines aux effets de l'inhibiteur chimique, mais les essais ultérieurs ont montré qu'ils étaient formés sans aucune contribution paternelle », expliquent les auteurs de l'étude.
Variétés adaptées au changement climatique
L'analyse génétique a confirmé que ces graines étaient haploïdes et exclusivement d'origine maternelle, c'est-à-dire qu'ils se sont développés sans fertilisation. Ce phénomène, appelé 'Parthénogenèse spontanée', Il a été observé dans plusieurs variétés de tournesol, certaines produisant plus de 100 graines par chapitre floral.
La lumière à forte intensité a augmenté de manière significative la production, tandis que variant d'autres facteurs environnementaux, tels que la température, n'a montré aucun effet pertinent.
Pour convertir ces graines haploïdes en plantes fertiles, l'équipe a appliqué des techniques de culture tissulaire et une duplication chromosomique. Bien que de nombreux embryons avaient des formes irrégulières ou des axes de croissance multiples, 40% ont réussi à germer. Après avoir dupliqué leurs chromosomes, les plantes résultantes étaient non seulement fertiles, mais certaines ont produit jusqu'à 188 graines, démontrant leur Viabilité agronomique.
Les chauves-souris sont des pollinisateurs de premier plan. / Efe
Une constatation particulièrement surprenante était que Des embryons de tournesol dispensés de l'endosperme et des tissus nutritionnels qui sont généralement essentiels pour la germination. « Cette omission est très inhabituelle dans les plantes fleuries », soulignent les chercheurs. Au lieu de cela, les embryons ont utilisé des réserves de cotylédons, des structures embryonnaires qui stockent les nutriments.
Traditionnellement, l'obtention de ces lignes pures nécessite jusqu'à six ans d'autopolinisations successives. Avec cette méthode, le processus pourrait être réduit à moins d'un an, accélérant le Développement de variétés adaptées à des défis tels que le changement climatique ou les ravageurs émergents.
« Les résultats fournissent une base pour un système haploïde double commercialement viable », explique l'équipe. La culture du tournesol, un quart d'importance à l'échelle mondiale en raison de son huile, a un génome complexe qui rend difficile l'amélioration. La nouvelle technique simplifierait l'identification des caractéristiques souhaitables, telles que la sécheresse ou la résistance aux maladies.
Dépendance à la lumière intensive
L'étude du tournesol n'est pas un cas isolé. Des recherches récentes dans pastèquepublié dans le «Magazine of Plant Biotechnology and Horticulture Research», ont également fait des progrès dans l'induction haploïde. En mars 2023, une équipe de l'Académie des sciences agricoles et forestières de Pékin, informée de la première production réussie dans la pastèque à l'aide d'un système basé sur les semences. Un mois plus tard, Northwest A&F University a présenté une méthode alternative en mutant un gène.
Les deux approches – la modification génétique de la pastèque et la parthénogenèse spontanée dans l'écran solaire – économisez du temps et des ressources et partagez un Objectif commun: surmonter les goulots d'étranglement dans l'amélioration traditionnelle. Comme l'expliquent les auteurs de l'étude sur la pastèque, la création de cette ligne d'instruction haploïde a « un grand potentiel pour stimuler considérablement l'amélioration de l'espèce à l'avenir ».
La pastèque dans un stand de vente de fruits sur le marché central de Valence. / Kai Försterling
Bien que prometteurs, les deux systèmes sont confrontés à des défis. Dans le cas du tournesol, l'efficacité de la parthénogenèse varie en fonction de la ligne génétique, et il est nécessaire d'optimiser les protocoles pour différentes variétés. De plus, le Dépendance à la lumière intensive Il pourrait limiter son application dans des zones avec un rayonnement solaire inférieur.
Dans le cas de la pastèque, les taux d'induction haploïde sont toujours faibles (1,12%), bien que supérieurs aux méthodes précédentes basées sur l'irradiation du pollen.
Les chercheurs soulignent la nécessité de mener des études sur le terrain pour Évaluez la stabilité des plantes obtenues et de leurs performances dans des conditions réelles. Ils soulignent également que Explorez si ces mécanismes pourraient être appliqués à d'autres cultures, comme le maïs ou le bléqui sera la clé pour étendre son impact.
« Cette découverte introduit une voie de reproduction auparavant inconnue dans une culture clé, offrant un outil puissant pour faire face aux défis alimentaires du 21e siècle », soulignent les auteurs de l'étude sur le tournesol.
