SR9204 - Profilage génétique et biochimique des cytokinines afin de déterminer leur rôle dans la régulation des rendements de céréales

Le ministère a financé ce projet dans le cadre du Programme de nouvelles orientation de recherche de 2008.

Chercheur principal

Dr Neil Emery, département de biologie, Université de Trent (site Web en anglais seulement)

Objectifs

1. Établir le profil biochimique des cytokinines (CK, des hormones végétales) et déterminer leur incidence sur le rendement et la croissance des graines d'orge.

2. Documenter les différences sur le plan de l'accumulation des CK parmi les lignées d'orge à rendement élevé et faible durant le développement du grain.

3. Déterminer les rôles relatifs du catabolisme des cytokinines (CKX) et de l'anabolisme (IPT) dans l'accumulation des CK dans le grain.

4. Caractériser et élaborer des marqueurs pour les différences entre les lignées à rendement élevé et faible sur les plans de la génétique moléculaire (CKX, IPT) et de la biochimie (profils de CK sous-jacents).

5. Donner les moyens par lesquels les marqueurs de CK peuvent être identifiés au QTL de rendement dans les populations d'orge cartographiées.

6. Produire un outil pour les sélectionneurs afin d'améliorer et de maintenir des lignées au rendement supérieur.
   fin d'améliorer et de maintenir des lignées au rendement supérieur.
   

Avantages prévus

Cette recherche permettra de déterminer avec précision les profils génétiques et biochimiques de l'avoine et de l'orge à rendement élevé, sans pour autant les modifier par génie génétique. L'emploi de ces plantes plus productives :

• produira un rendement plus élevé à l'hectare pour les producteurs d'avoine et d'orge;

• offrira une production d'avoine et d'orge suffisamment élevée à l'échelle intérieure pour satisfaire les besoins des transformateurs agroalimentaires de l'Ontario;

• fournira de plus grandes quantités d'avoine et d'orge produites en Ontario pour les marchés internationaux.
  

Résultats

Cette étude confirme que, tout comme pour le riz, le taux de CK accumulée durant la croissance du grain est plus élevé dans les lignées d'orge et d'avoine à rendement élevé que dans celles à faible rendement.

De plus, nous avons mis en évidence la robustesse de l'effet bénéfique des CK sur le rendement observé sur le terrain (nous remercions notre partenaire industriel Hyland Seeds pour les essais sur le terrain).

Ce projet a permis d'acquérir des connaissances cruciales sur le rôle des CK dans la promotion physiologique de la croissance des grains d'orge et d'avoine : cette dernière contient une forme rare de CK active considérée jusqu'alors absente des plantes. La chimie unique et les aspects particuliers de la régulation génétique pourraient éventuellement permettre l'avancement des industries de l'alimentation humaine et animale.

La combinaison de l'expertise de notre laboratoire en matière de CK et des installations pour la spectrométrie de masse au Centre pour la qualité de l'eau de l'université de Trent, ainsi que des capacités en profilage de l'expression génétique du Centre de génomique (DNA Centre), nous qualifient d'office en Ontario pour le champ d'étude des CK proposé dans le cadre de cette recherche. Toutefois, nous n'avons pas encore identifié la cause génétique de l'accumulation des CK, et les études à venir se pencheront sur un plus grand nombre de gènes candidats impliqués dans la biosynthèse, la sensibilité et la dégradation. Une fois identifiés, ces gènes pourront être utilisés comme marqueurs d'ADN afin d'accélérer la sélection de lignées à haut rendement.

Des plantes plus productives permettront d'obtenir de meilleurs rendements par hectare pour les producteurs d'orge et d'avoine, de fournir des quantités en orge et en avoine suffisantes pour satisfaire les besoins des transformateurs agroalimentaires et de produire davantage d'orge et d'avoine ontariennes destinées aux marchés internationaux.

Informations complémentaires

• Autres projets financés par le Programme de nouvelles orientations de recherche 2008