Le secret de l'hybride
À Iowan, dans l'Illinois et dans les États voisins, le maïs a une énorme importance économique. Il y a des plantations infinies de maïs et les producteurs recherchent toujours les meilleures variétés. Ainsi, depuis 80 ans, ils sèment des variétés hybrides, qui apportent une meilleure récolte que les variétés de maïs conventionnelles.
Le fait que l'hybride a de meilleures caractéristiques que les parents est appelé hétérose et XX. Au début du XXe siècle, il a été démontré que ce phénomène se produisait dans le maïs. En traversant la variété de grain dur du nord avec celle de grain dentelé du sud, on a démontré qu'on obtenait un hybride à haut rendement. Cependant, à cette époque, ils ne pouvaient pas hybrider à grande échelle, de sorte que les agriculteurs ne pouvaient pas semer ce type de maïs.
En 1914-1917, on obtint pour la première fois la méthode d'élaboration d'une variété hybride commerciale. À partir des quatre variétés, ils produisaient cet hybride par double croisement. Au fil du temps, en utilisant seulement deux variétés au lieu de quatre, et en réalisant un seul croisement, ils ont obtenu des hybrides intéressants.
Actuellement, les variétés hybrides sont très répandues. L'un d'eux, le maïs hybride F1, est courant dans les pays des États-Unis producteurs de maïs, ainsi que des variétés parentales ou «parents»: Variétés B73 et Mo17. Les chercheurs de l'Université de l'Iowa se sont concentrés sur ces trois aspects.
En regardant l'ARN
B73 et Mo17 sont des variétés pures, très homogènes génétiquement et aux caractéristiques spécifiques. L'hybride F1, formé par le croisement des deux, arrive avant les variétés parentales, croît plus et donne une meilleure récolte.
Les chercheurs connaissent bien les trois, et la carte génétique du maïs a été élaborée à partir d'une carte postérieure à l'hybride F1. Une étude génétique a également été menée dans la recherche actuelle, mais pas pour clarifier l'ADN, mais pour savoir ce que fait mieux l'hybride F1 que les deux autres. Pour ce faire, l'expression génique de trois a été étudiée, mesurant la quantité d'ARN de chaque gène.
La recherche a duré deux ans. Tout d'abord, les chercheurs ont cultivé les trois variétés dans un environnement contrôlé pour s'assurer que les conditions de l'environnement toucheraient tout aussi bien. Ils ont ensuite isolé l'ARN des trois génotypes et ont analysé l'ARN contenant chaque gène. Ils ont ainsi pu connaître l'activité de chaque gène. L'ARN est le passage intermédiaire entre le gène et la protéine, ce qui en fait un indicateur de l'activité du gène.
C'est la première fois qu'une étude a lieu sur une si grande échelle. Utilisant la technologie des micromatrices, ils ont analysé simultanément l'activité de 14.000 gènes dans les trois variétés. Et le résultat est que l'hétérose n'a pas une explication simple, mais que les mécanismes qui l'expliquent sont très variés.
Première étape
Pour expliquer pourquoi les hybrides sont meilleurs que les variétés parentales, plusieurs modèles moléculaires ont été proposés jusqu'à présent. Selon certains modèles, l'activité des gènes hybrides est supérieure à celle des variétés parentales, ce qui explique pourquoi l'hybride est mieux.
Dans d'autres modèles, par contre, l'hybride est mieux que les variétés parentales, puisque l'expression des gènes est moins chez l'hybride que chez les deux autres.
Enfin, certains modèles ne tiennent pas compte si l'expression des gènes de l'hybride est supérieure ou inférieure à celle des variétés parentales, ce qui n'affecte pas les caractéristiques de l'hybride.
Cependant, l'étude a montré que dans l'hybride F1 certains gènes sont plus actifs que dans les deux variétés parentales, d'autres ont moins d'activité et l'activité de la majorité (78%) se trouve dans la gamme des gènes des deux autres variétés.
Le résultat ne résout donc pas totalement le doute des chercheurs. Cela ne signifie pas du tout que la recherche a été inutile. Selon les chercheurs, l'étude a été vraiment importante, car elle a été la première étape pour analyser ce qui se passe chez les hybrides au niveau moléculaire par rapport aux variétés parentales. Ils ont également démontré qu'il n'existe pas le seul mécanisme pour expliquer la supériorité des hybrides, mais que les mécanismes moléculaires sont divers et ont prouvé que la supériorité de l'hybride est un phénomène complexe.
En tout cas, les chercheurs cherchent à avancer et à approfondir davantage. Dans le processus actuel d'hybridation, il est impossible de savoir avec précision quel sera le résultat, en partie en raison d'erreurs d'essai. En outre, il est cher. Le but des chercheurs est donc d'être en mesure de contrôler l'hétérose pour obtenir de meilleurs hybrides d'une manière plus économique.
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