Lacroix Le riz est depuis longtemps un aliment de base au Japon et dans d’autres régions d’Asie. Les résultats d’une nouvelle étude menée par une collaboration de recherche internationale suggèrent que l’émergence de riz cultivé à partir de vegetation de riz sauvage est le résultat de trois mutations génétiques qui font que les graines (c’est-à-dire les grains de riz) tombent moins facilement de la plante.
Au cours de leurs recherches, les chercheurs ont découvert que chacune des trois mutations individuellement avait peu d’effet, mais lorsque les trois mutations sont présentes, les panicules du plant de riz conservent davantage leurs graines, ce qui se traduit par un meilleur rendement des cultures.
On pense que la domestication du riz sauvage a commencé lorsque nos ancêtres ont découvert et commencé à cultiver des vegetation de riz qui ne perdent pas facilement leurs graines, ouvrant la voie à une creation de riz stable. On espère que ces résultats de recherche pourront contribuer à de futures améliorations de la facilité avec laquelle les graines de riz tombent (c’est-à-dire faciliter le battage de la culture) et au développement de cultivars de riz à haut rendement où chaque grain peut être récolté, réduisant ainsi les déchets.
de l’University College London (Royaume-Uni), de l’Université de Warwick (Royaume-Uni), de l’Université agricole de Yezin ( Myanmar) et l’Institut cambodgien de recherche et de développement agricoles.
Ces résultats de recherche ont été publiés en ligne dans les Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique (PNAS) le 23 juin (JST).
Points principaux
- Les chercheurs ont découvert la mutation causale du gène qSH3 qui est nécessaire pour empêcher la chute des graines de riz (on parle alors d’éclatement des graines)
- Dans la mutation du gène qSH3, il y a une seule substitution de nucléotide sur le gène (YABBY).
- Les chercheurs ont découvert que les plantes portant uniquement la mutation du gène qSH3 laissaient tomber leurs graines naturellement. Cependant, lorsque la mutation qSH3 a été combinée avec la mutation du gène sh3 précédemment signalée, la couche d’abscission (nécessaire à l’éclatement des graines) a été partiellement inhibée
- Les graines sont toujours tombées avec l’inhibition partielle médiée par les mutations qSH3 et sh3 de la couche d’abscission, mais l’ajout d’une mutation à SPR3 qui provoque une composition paniculaire fermée a entraîné le maintien de la majorité des graines sur la plante, augmentant ainsi le rendement de la tradition
- Une analyse de la mécanique structurale a été effectuée pour déterminer la relation entre l’ouverture et la fermeture de la panicule et l’inhibition de la couche d’abscission. Les résultats ont montré qu’avec les trois mutations présentes, l’éclatement était supprimé et les graines restaient attachées de manière stable aux panicules
- On pense que nos ancêtres chasseurs-cueilleurs ont observé les caractéristiques visuelles (panicules fermées) de certains plants de riz qui avaient un rendement as well as élevé et ont commencé à les cultiver, ouvrant la voie au riz pour devenir une society de base
Fond de recherche
On sait qu’il provient de la mauvaise herbe du riz sauvage Oryza rufipogon. Les vegetation de riz sauvage effectuent un processus d’éclatement des graines qui disperse leurs graines, leur permettant de se propager efficacement. Cependant, lors de la society du riz, cet égrenage doit être supprimé afin d’obtenir une récolte stable. En 2006, le gène sh3 a été découvert : ce gène est nécessaire au début de l’éclatement des graines chez les plantes dont le riz, et il a été proposé qu’une mutation de ce gène permette la lifestyle du riz. Cependant, l’équipe de recherche actuelle a montré que cette mutation sh3 seule est insuffisante pour empêcher la perte par éclatement des graines, ce qui suggère que d’autres mutations génétiques sont également impliquées. En mettant l’accent sur l’histoire ancienne de la society du riz, cette étude a réuni des spécialistes de la génétique végétale, de l’archéobotanique et de la mécanique structurale pour élucider comment l’augmentation des rendements du riz a pu être cultivée.
Méthodologie de la recherche
Les chercheurs ont découvert qu’une seule substitution de nucléotide (de la cytosine à la thymine) dans l’ADN du gène qSH3 est nécessaire pour inhiber la couche d’abscission, en as well as de la mutation du gène sh3 susmentionnée. Les mutations individuelles liées à l’éclatement des graines, par exemple dans les gènes sh3 et qSH3, ne peuvent pas empêcher à elles seules l’éclatement des plants de riz sauvage. Cependant, les chercheurs ont découvert que lorsque les mutations sh3 et qSH3 étaient combinées, cela inhibait partiellement la formation de la couche d’abscission, nécessaire à l’éclatement des graines. Malgré cela, ils ont conclu qu’une si petite inhibition ne serait pas suffisante pour produire un rendement de lifestyle steady, automobile les graines tombent facilement dans un environnement naturel. Ainsi, ils ont décidé de se concentrer ensuite sur la forme de la panicule.
Le riz sauvage a une composition paniculaire ouverte qui permet aux graines de tomber facilement. Par hybridation, les chercheurs ont produit 8 crops de riz sauvage, chacun avec une combinaison différente de trois mutations génétiques : une mutation au niveau du SPR3 qui provoque la fermeture des panicules et les mutations sh3 et qSH3 susmentionnées. Ils ont ensuite étudié le rendement de chaque plante. Ils ont découvert que les mutations individuelles avaient peu d’effet et que même la combinaison de deux mutations n’entraînait pas une augmentation importante du rendement. Cependant, lorsque les trois mutations génétiques étaient présentes, le rendement augmentait de façon exponentielle.
Une analyse de la mécanique structurale de l’altération de la panicule fermée et de l’inhibition de la couche d’abscission a révélé une relation complémentaire entre les deux. La demand de gravité sur la couche d’abscission de la foundation des graines est additionally faible dans les plantes à panicule fermée que dans les plantes à panicule ouverte, ce qui entraîne potentiellement un rendement encore plus élevé en réduisant davantage l’éclatement des graines. Le «comportement sans éclatement des graines» causé par les mutations sh3 et qSH3 et les «panicules fermées» causées par la mutation SPR3 sont des caractéristiques totalement indépendantes, mais la collaboration fortuite entre ces caractéristiques est considérée comme ce qui a permis au riz de devenir une culture.
Dans la parabole des trois flèches. Cependant, un faisceau de trois flèches est additionally fort et en montrant à ses fils que trois flèches ensemble ne pouvaient pas être brisées, il a expliqué que les trois devaient travailler ensemble pour gouverner la terre. Dans les cultivars de riz, trois mutations qui ont peu d’effet par elles-mêmes travaillent d’ailleurs ensemble – un tremplin crucial vers le succès du riz en tant que society.
Ces résultats de recherche révèlent non seulement le mécanisme d’éclatement des graines.
Développements ultérieurs
Même si le riz est une tradition essentielle dans le monde, on ne sait toujours pas exactement comment il a été domestiqué. Les progrès des tactics agricoles se sont accompagnés du développement de cultivars de riz qui perdent de moins en moins facilement leurs graines, suggérant que l’acquisition d’un comportement de non-égrenage est le résultat de multiples mutations génétiques. On espère qu’en étudiant moreover avant ces mutations, le processus de culture du riz pourra être élucidé. De additionally, la quantité d’éclatement des graines pourrait être contrôlée en utilisant des gènes avec plusieurs de ces mutations, conduisant au développement de nouveaux cultivars de riz où toutes les graines produites par la plante peuvent être récoltées.
Remerciements
Cette recherche a été financée par :
- Fonds JSPS pour la marketing de la recherche internationale conjointe (JP 15KK0280)
- Projets de recherche conjoints en partenariat ouvert bilatéral JSPS (JPJSBP120189948/JPJSBP120219922)
- Fondation Nikki Saneyoshi
- Fondation Kinoshita
De furthermore. de la Culture, des Sporting activities, de la Science et de la Technologie.
