Université Pierre et Marie Curie

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Plantes

 

 

 

La bactérie Agrobacterium tumefaciens est un pathogène naturel des plantes, qu'on trouve dans le sol. Elle a la faculté exceptionnelle de transférer une partie de son ADN dans le génome de la plante réceptrice (dicotylédone), qui développe alors une gale à l'endroit de la blessure qui a permis la pénétration de l'ADN. Cet ADN transmissible est un grand plasmide circulaire de 200kbp (plasmide Ti pour Tumor inducing)) qui est responsable des propriétés transformantes (pénétration et intégration d'ADN) et du développement de la gale..

Le plasmide Ti

 

Figure 8- 28. Plasmide Ti natif.

Ce plasmide transfère la région d'ADN T qui code pour la production de la tumeur et la synthèse d'opine (nopaline). Ce fragment d'ADN est inséré (au hasard) dans le génome de la plante hôte. Ces gènes activés dans la plante sont responsables du développement de la tumeur. Le fragment d'ADN T est entouré par deux régions, les frontières droites et gauches constituées de répétitions imparfaites d'un motif de 25 bp. Ces deux frontières sont indispensables pour l'initiation et la terminaison de l'expression des gènes de l'ADN T

Le plasmide natif possède une origine de réplication spécifique d'Agrobacterium tumefaciens, des gènes vir responsables du transfert d'ADN et des gènes impliqués dans le catabolisme des opines.

La construction d'un plasmide Ti recombiné et l'obtention de plantes transgéniques se fait en plusieurs étapes

Construction d'un Ti recombiné (figure 8-29)

* Long de 200kbp, Ti ne possède pas de site unique de clonage. Il est donc nécessaire de cloner le gène d'intérêt dans un petit plasmide qui présente une zone d'homologie avec Ti pour pouvoir recombiner avec.

* Afin que la plante transformée ne développe pas de gale qui entraînerait sa mort à plus ou moins longue échéance, on va utiliser un plasmide Ti désarmé c'est à dire auquel on a ôté les gènes oncogènes de l'ADN T

* La recombinaison permet d'additionner l'ADN des deux génomes plasmidiques. Un Ti désarmé porteur du gène d'intérêt et de gènes de sélection est prêt.

Construction d'une plante transformée

* Le plasmide recombiné transforme la bactérie Agrobacterium. Les réceptrices sont sélectionnées grâce au gène de sélection bactérien (AmpR par exemple).

* Cette bactérie infecte une culture de cellules végétales susceptibles de donner une plante entière, mises à pousser sur un milieu additionné de kanamycine (gène de sélection de la plante KanR). Les clones cellulaires qui poussent ont reçu l'ADN T du plasmide recombiné qui s'est intégré dans leur génome. Sur un milieu toujours additionné de kanamycine on laisse les cals régénérer des plantes complètes. La kanamycine interfère avec la fonction plastidique et des plantes non résistantes sont blanches alors que des plantes résistantes sont vertes.

Il reste à étudier l'impact du gène apporté par l'ADN T dans la physiologie et des performances de la plante recombinée

Figure 8- 29.Construction du plasmide Ti recombiné désarmé contenant le gène d'intérêt (GI) sur l'ADN-T transférable à une plante grâce aux gènes Vir.

 

les réalisations

Par cette méthode ( ou des variantes) mise au point en 1983 on a déjà construit des plantes transgéniques. La première était un plant de tabac rendu résistant à un antibiotique, puis en 1985 résistant à un insecte. Le tableau 8-4 résume le bilan en 2003 sur le plan mondial.

 

Tableau 8- 4. Les plantes transgéniques déjà commercialisées, ou en cours d'étude, dans le monde.

Trois lignées de maïs sont actuellement autorisées à la mise en culture en France :

* Le maïs 176 (société Novartis) résistant à la pyrale (insecte ravageur). C'est celui-ci qui a été cultivé en France sur 1 965 hectares en 1998 ;

* Le maïs MON 810 (société Monsanto) résistant à la pyrale et à la sésamie (2 insectes ravageurs) ;

* Le maïs T25 (société AgrEvo) tolérant à un herbicide : le glufosinate ammonium.

La plante contient un gène de résistance spécifique -présent dans une bactérie du sol- qui rend la plante résistante à un herbicide non sélectif des plantes cultivées : le glufosinate ammonium.

 

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