Décrypter la diversité du riz pour la sécurité alimentaire

C’est l’aliment de base le plus consommé au monde. Le riz a récemment été l’objet d’une analyse génétique de très grande envergure. L’ADN de 3010 variétés de la céréale a été séquencé et comparé à celui d’une variété de référence, la Nipponbare, qui avait été décrypté en 2005*. Ces travaux ont été publiés le 25 avril dernier dans la revue Nature par un consortium d’une quinzaine d’institutions, dont le Cirad, coordonné par la Chinese Academy of Agricultural Sciences de Beijing et l’International Rice Research Institute (IRRI) aux Philippines.

Une nouvelle dimension de la diversité génétique

On savait déjà que le riz avait une extraordinaire diversité adaptative et agromorphologique, mais l’étude révèle une forme de diversité que l’on ne soupçonnait pas il y a quelques années : la variation du contenu en gènes. Jean-Christophe Glaszmann, chercheur au Cirad et coauteur de l’article explique : « sur les 24 000 familles de gènes connues chez le riz, 60 % seulement sont communes à toutes les variétés. Les autres sont présentes ou absentes, selon les variétés. On imagine l’impact de cette diversité sur les capacités d’adaptation de l’espèce ! Ces connaissances vont amorcer une nouvelle ère de la sélection variétale. »

3010 variétés passées au crible de l’analyse génomique

L’équipe du Cirad a contribué à la mise en perspective des résultats de ces travaux, et surtout, en amont, au choix des accessions variétales étudiées. Un préalable important a été la classification variétale du riz établie par Jean-Christophe Glaszmann lors de son détachement à l’IRRI dans les années 1980s. C’est sur la base de cette classification, devenue une référence pour les sélectionneurs, qu’ont été choisies les variétés au sein de la collection de l’IRRI, qui en compte plus de 80 000. L’objectif était d’obtenir un échantillon représentatif de la diversité existante. Les nouvelles données confirment d’ailleurs la pertinence de cette classification et permettent de l’affiner en mettant en évidence des sous-groupes à forte cohérence géographique. « On regarde le génome de chaque variété non plus comme un ensemble homogène, mais comme une mosaïque d’origines diverses issues de plusieurs domestications indépendantes », précise le chercheur.

Des données en libre accès

Ces nouvelles connaissances représentent le plus grand ensemble de variations génomiques révélées pour une espèce cultivée. Les données sont en accès libre et constituent un matériau extrêmement précieux pour les sélectionneurs du monde entier, qu’il s’agisse d’analyser les capacités adaptatives du riz ou de mieux centrer l’amélioration variétale sur certains gènes, certaines familles de gènes, ou certaines configurations du génome susceptibles d’étendre encore la gamme d’adaptation.
La communauté scientifique de Montpellier, en premier lieu l’unité de recherche Agap, est particulièrement concernée par ces résultats, puisque les équipes mènent un large éventail de recherches sur la diversité biologique du riz. Ces connaissances constituent également un socle exceptionnel pour la formation des biologistes et agronomes de demain, notamment au travers des projets étendards du Labex Agro de Montpellier, Genome Harvest et CultiVar.

*Le riz, culture vivrière de premier rang, mais aussi modèle pour l’analyse génétique des céréales, est la deuxième plante à avoir eu son génome séquencé. Le Cirad était allié au Génoscope français qui avait séquencé le chromosome 12.