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À Brest, le laboratoire "Amélioration des végétaux, Physiologie et Biotechnologie" travaille notamment à créer, par génie génétique, des épinards à teneur réduite en nitrate. La Bretagne étant l'une des deux grandes régions françaises pour la production de ce légume, l'enjeu est d'importance.
Au sein de l'ISAMOR (Institut des sciences agroalimentaires et du monde rural), ce laboratoire dirigé par Michel Branchard, professeur de génétique, statistiques et productions végétales à l'Université de Bretagne occidentale, poursuit deux axes de recherche majeurs en physiologie et en biotechnologie : "Le groupe biotechnologie s'intéresse à la culture in vitro et à la transgénèse(1) de quelques espèces potagères, épinard et chou-fleur pour l'instant", indique son directeur. "Nous travaillons, entre autres, sur l'obtention par transformation génétique, d'épinard à teneur réduite en nitrate et étudions le comportement et l'expression du transgène (le gène transformé), au cours des descendances".
Epinard in vitro
L'épinard est un légume apprécié, notamment pour certaines propriétés médicinales, mais il a l'inconvénient de présenter un taux de nitrate important dans ses feuilles. Ce taux est cependant variable selon la teneur du sol, le moment de la journée et la variété. Si l'on observe des pratiques culturales adéquates, on peut diminuer cette teneur jusqu'à 50%, mais la quantité de nitrate reste encore élevée. "Il existe des recommandations à l'échelon national sur le taux de nitrate d'origine alimentaire toléré. A l'échelon européen, des projets de réglementation sont en cours d'élaboration",poursuit Michel Branchard. Ce travail de recherche fait appel à des techniques très délicates, sensibles à de multiples facteurs, longues à mettre en œuvre. Exemple : la culture in vitro pose des problèmes, car ce qui a été établi pour un génotype(2) peut devoir être remis en cause pour un génotype voisin. "Nous sommes partis de zéro, très peu de choses ayant été faites au plan mondial. Nous sommes du reste avec des Américains et des Japonais, l'une des rares équipes travaillant sur ce sujet."
Les Brestois ont mis au point la multiplication de l'épinard in vitro par organogénèse(3) et par embryogenèse somatique(4), pour en arriver à la transgénèse qui est le cœur du sujet. La transgénèse, ou transfert de matériel génétique, consiste à introduire dans la plante le gène de la nitrate réductase qui, comme son nom l'indique, permettra d'obtenir des feuilles à teneur réduite en nitrate.
Transgénèse par bactéries
La technique la plus usitée de l'équipe brestoise fait appel à des bactéries qui servent de vecteurs pour transporter le matériel génétique étranger à l'intérieur des cellules de la plante. Le gène de la nitrate réductase, fourni au laboratoire brestois par l'INRA de Versailles, est préalablement inséré dans la bactérie.
Mais le laboratoire de l'ISAMOR fait appel à une autre technique plus étonnante pour intégrer le transgène dans le génome de la plante. Elle consiste, en se servant d'un canon à particules, à bombarder la plante par de l'ADN placé à la surface de micro-particules de tungstène. Les chercheurs suivent une méthode de travail en deux étapes. Ils utilisent d'abord des gènes marqueurs (dont l'expression est facilement repérable sur la plante) pour mettre au point la technique de transgénèse et savoir si cette technique a effectivement fonctionné, c'est-à-dire si le marqueur s'est bien intégré au matériel génétique de la plante et s'exprime. Puis ils effectuent la même manipulation, mais avec le gène de la nitrate réductase.
À Brest, les chercheurs anticipent pour mettre au point des végétaux répondant aux exigences de la consommation de demain. Le laboratoire du professeur Branchard travaille en collaboration avec COOPAGRI Bretagne, le GIP Bretagne Biotechnologie, l'INRA de Versailles et de Rennes, ainsi que des laboratoires étrangers. Il bénéficie notamment d'une aide financière du ministère de la Recherche dans le cadre du programme national "Essor des biotechnologies", d'aides de la Région Bretagne, du Conseil général du Finistère et de la Communauté urbaine de Brest. Des crédits européens sont également en cours de demande.
F. B.-C.
Notes :
(1)Transgénèse : transfert de matériel génétique.
(2) Génotype : ensemble des gènes qui composent un individu.
(3) Organogénèse ou formation d'organes : on prélève un fragment de tissu, il se différencie et forme un cal. A partir de ce cal, se forme un bourgeon.
(4) Embryogénèse somatique : même processus que précédemment, mais avec obtention d'un embryon à la place d'un bourgeon.
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