Yield enhancement in oilseed rape – SEEDS
SEEDS: augmentation du rendement chez le colza
Les cytokinines sont considérées comme régulateur dans le rendement de la graine. L'université libre de Berlin travaille sur les gènes CKX et leur rôle dans le développement et le rendement depuis très longtemps. Chez Arabidopsis des mutations simultanées du gène CKX3 et d'au moins un des gènes CKX2, 4, 5 ou 6 entraîne de plus gros méristèmes floraux aboutissant à un plus grand nombre de siliques.
On souhaite vérifier si le rendement des graines de colza peut être augmenté en utilisant les données obtenues sur les cytokinines chez Arabidopsis.
L 'objectif majeur d'augmenter le rendement est propsé en deux approches:<br />Work Package 1: utilisation de la transgenèse. Cette approche inclus l'analyse de lignées générées par l 'université et la création/analyse de nouvelles lignées impactant la production de CKX. (1) Des plantes antiCKX3/5, affectant les méristèmes, seront générées. Cette down régulation localisée a pour but d'éviter des effets secondaires. (2) Chez Arabidopsis, l'association de mutants CKX2, 4 ou 6 avec CKX3 donne une plus grande production de silique, mais moindre que celle obtenue avec l'association CKX3 et 5. Afin de mieux observer ces phénomènes, des plantes seront générées comprenant des down régulations de CKX3 en combinaison avec CKX2, 4 ou 6. (3) Afin de tester l’intérêt de AHP6 dans son rôle de régulation sur le rendement, une hairpin anti AHP6 sous promoteur inductible sera utilisée pour transformer différents colzas (sauvage, mutants CKX3, 5 et le double mutant CKX3/5).<br />Work Package 2 : utilisation d’approches par mutagenèse. Mutants et associations de mutants seront identifiés. Il seront testés systématiquement. L’identification des mutants de TILLING sera réalisée par BCS. L’université contribuera à identifier les acides aminés des mutants CKX ainsi que les pénotypes observés. <br />
L'ensemble des séquences nécessaires aux clonages et transformation sont disponibles. L'ensemble de ces constructions a été transféré dans le colza via la technologie de Agrobacterium. Les événements ont été caractérisés et les simples copies ont été transférés à l'université pour développement, production de graines et analyses.
WP1: Augmentation du rendement par approche de transgenèse.
(1) Trois hairpins ciblant CKX3 et 5 sous 3 différents promoteurs (35S, STM-SAM spécifique et KLUH-SAM spécifique ont été construites. Le transfert dans le colza est prévu pour octobre 2015.
(2) Trois hairpins anti CKX3 en association avec CKX2, 4 et 6 ont été transférées dasn le colza. 20 événements simples copies ont été transférés à l'université pour la production de graines.
Deus hairpins ciblant AHP6 sous le contrôle du promoteur 35S ou STM seront transférées dans le colza sauvage ainsi que dans les mutants CKX3 et 5 ou encore dans les combinaisons CKX3/5 pour mieux étudier leur effet sur AHP6. Le vecteur contenant l’hairpin AHP6 sous 35S est prêt pour la transformation dans 4 fonds génétiques : sauvage, CKX3, 5 et CKX3/5. Le stransformations seront effectuées en octobre. La cible est de générer 15 événements monolocus par vecteur.
WP2 : Approche par mutagenèse
L’effort a été porté sur l’identification des mutants CKX3 et 5. L’analyse du génome de Brassica permet de montrer qu’il y a 4 copies (A1, A2, C1, C2) pour le gène CKX3 et deux copies (A1, C1) pour le gène CKX5. Cela nécessite l’étude de mutants dans 6 allèles différents et l’association génétique des différents allèles. Les mutants (stop codons) ont été identifiés dans toutes les copies ciblées. Les mutants contenant des codons stop dans tous les allèles de CKX3 et 5 ont été créés et combinés pour avoir une down régulation CKX3/5. Ces mutants et les équivalents sauvages ont été menés au champ en Belgique (3 sites et 4 réplications par site) ainsi qu’au Canada avec les mêmes répétitions.
Les essais au champ de Belgique ont été récoltés et l’analyse des résultats est en cours. Les essais au Canada sont terminés et les plantes récoltées.
WP1 : Augmentation du rendement par approche transgénique
(1) Trois hairpins ciblant CKX3 et 5 sous 3 différents promoteurs (35S, STM-SAM spécifique et KLUH-SAM spécifique) : prochaines étapes : compléter le clonage avec STM, démarrer les transformations dans le colza (quatrième trimestre 2015), et transférer tous les événements transgéniques à l’université.
(2) Trois hairpins anti CKX3 en association avec CKX2, 4 et 6 : prochaine étapes : commencer les backcrosses au quatrième trimestre 2015, réaliser une mutiplication de la génération T1 pour produire les T1S1 pour tous les événements correspondants aux trois hairpins (deuxième trimestre 2016), sélection des ségrégants T1S1 (azygotes/homozygotes) pour phénotypage et production de semences (quatrième trimestre 2016).
Deus hairpins ciblant AHP6 sous le contrôle du promoteur 35S ou STM seront transférées dans le colza sauvage ainsi que dans les mutants CKX3 et 5 ou encore dans les combinaisons CKX3/5 pour mieux étudier leur effet sur AHP6 : prochaines étapes : création des événements pour le construit 35S dans les quatre fonds génétiques (premier/second trimestre 2016) et transfert des événements à l’université pour culture, multiplication et backcrosses (troisième trimestre 2016).
WP2 : Approche par mutagenèse : prochaines étapes : analyse des données du champ (premier trimestre 2016), planification des essais au champ pour 2016 (premier trimestre 2016), production des semences pour les essais au champ (premier trimestre 2016), planification des essais champs 2016 en Belgique et au Canada (quatrième trimestre 2016).
Les résultats des essais au champ de 2015 pour CKX3 et 5 double mutant pourront être utilisés pour déposer un brevet avec Thomas Schmülling sur la protection des mutants.
Coordination du projet
Bernard Pelissier (Bayer SAS)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
Bayer SAS Bayer SAS
Aide de l'ANR 52 000 euros
Début et durée du projet scientifique :
mars 2014
- 36 Mois
