Des chercheurs identifient un gène de nanisme chez la vigne

Des chercheurs ont identifié le premier mutant nain de la vigne lié à la biosynthèse des brassinostéroïdes, une découverte qui pourrait aider les sélectionneurs à développer des vignes mieux adaptées aux plantations denses et à la mécanisation.

L’étude, publiée lundi dans Theoretical and Applied Genetics, a relié ce caractère à VviBR6OX1, un gène situé sur le chromosome 14 qui participe à la synthèse des brassinostéroïdes, une classe d’hormones végétales qui régulent la croissance. L’équipe a également utilisé CRISPR/Cas9 pour recréer le phénotype nain chez la vigne, confirmant ainsi le rôle du gène dans le contrôle de l’architecture de la plante. Lorsque les chercheurs ont modifié un second gène apparenté, VviBR6OX2, les plantes sont devenues encore plus compactes.

Ces travaux émanent du Grapevine Breeding and Genetics Program de Cornell University et portent sur une lignée naine naturelle trouvée parmi la descendance de PI 200569, également connue sous le nom de Yugoslav 5-24. Les vignes mutantes présentaient de petites feuilles vert foncé, des pétioles courts et des entre-nœuds courts. Dans des essais en serre et au champ, le caractère nain suivait un schéma récessif et correspondait à un ratio de ségrégation de 3 pour 1, ce qui suggère le contrôle par un seul locus.

Pour en préciser l’origine, les chercheurs ont combiné une analyse d’association marqueur-caractère avec un séquençage ARN en pools. Ils ont mis en évidence un signal fort sur le chromosome 14, puis affiné la région candidate jusqu’à un intervalle de 137 kilobases contenant neuf gènes. L’un d’eux s’est distingué : VIT_214s0083g01110, qui code la brassinostéroïde-6-oxydase. Dans la nomenclature de la vigne, ce gène est appelé VviBR6OX1.

L’équipe a identifié deux délétions en phase de lecture dans ce gène : l’une de 12 paires de bases dans l’exon 1 et l’autre de 9 paires de bases dans l’exon 4. Un examen du germplasm viticole a suggéré que la délétion de 9 paires de bases était très probablement responsable du phénotype nain. Les vignes mutantes portaient les deux délétions, tandis que les vignes plus hautes portaient majoritairement la séquence sauvage.

Pour vérifier que VviBR6OX1 était bien causal, les chercheurs ont utilisé CRISPR/Cas9 pour inactiver le gène chez Scarlet Royal, un cépage de table. Les plantes éditées ont développé une forme naine similaire, avec des rameaux plus courts et une taille globale réduite. Dans certaines lignées, l’édition simultanée de VviBR6OX2 a produit une plante encore plus compacte.

Ces résultats sont importants car la production viticole dépend encore largement du travail manuel pour la taille, le palissage et les vendanges. Des vignes plus petites pourraient faciliter la conception de cépages permettant des plantations à plus forte densité et des coûts de main-d’œuvre plus faibles. L’étude ajoute les voies des brassinostéroïdes à la liste des voies génétiques que les sélectionneurs peuvent exploiter pour modeler la croissance de la vigne, aux côtés de travaux antérieurs sur des gènes de nanisme liés aux gibbérellines.

Les auteurs estiment que cette découverte offre une nouvelle ressource génétique pour sélectionner des raisins présentant une architecture modifiée et d’autres caractères liés à la biologie des brassinostéroïdes.