Une revue estime que les cultures de racines chevelues de la vigne sont devenues un outil pratique pour la recherche viticole

Une revue publiée jeudi dans le South African Journal of Enology and Viticulture indique que les cultures de racines chevelues de la vigne deviennent un outil de recherche pratique pour l’étude des gènes, des maladies des plantes et des composés précieux du raisin, et pourraient ouvrir de nouvelles voies pour la biotechnologie dans les vignobles et la recherche liée au vin.

L’article, signé par Sasha Tietz, Philip Young et Melané Vivier, de l’université de Stellenbosch et du South African Grape and Wine Research Institute, examine la manière dont ces cultures racinaires ont été utilisées chez la vigne et les évolutions possibles de cette méthode. Les auteurs décrivent les cultures de racines chevelues comme un système à croissance rapide et génétiquement stable, pouvant être créé en culture in vitro après infection par Rhizobium rhizogenes, une bactérie autrefois connue sous le nom d’Agrobacterium rhizogenes.

Le syndrome des racines chevelues est une maladie des plantes, mais le processus biologique qui le sous-tend est aussi devenu un outil de laboratoire. Selon la revue, la bactérie insère des gènes dans le génome de la plante, déclenchant la croissance desdites racines chevelues. En culture contrôlée, ces racines peuvent ensuite servir de système expérimental stable. Les auteurs indiquent que plus de 500 espèces végétales ont produit à ce jour des cultures de racines chevelues, dont la vigne, et que les chercheurs ont testé plus de 50 génotypes de Vitis.

La revue rassemble les travaux antérieurs sur la manière d’établir et d’optimiser ce système chez la vigne. Cela inclut des essais sur différentes espèces de Vitis, différents tissus végétaux et âges des tissus, des souches bactériennes, des méthodes d’infection, des durées de co-culture, des milieux de culture et des gènes rapporteurs utilisés pour confirmer la réussite de la transformation. L’article recense plusieurs systèmes rapporteurs employés, parmi lesquels nptII, hptII, GUS, gfp, DsRed et siRUBY.

Dans la recherche sur la vigne, indiquent les auteurs, les cultures de racines chevelues ont déjà montré une valeur évidente dans plusieurs domaines. L’un d’eux est la caractérisation fonctionnelle des gènes de la voie des phénylpropanoïdes, importante pour la défense de la plante et pour la production de métabolites secondaires. Un autre est la bioproduction de stilbènes. Les stilbènes sont des composés qui comprennent le resvératrol et des molécules apparentées présentes dans la vigne. Le système a également été utilisé pour étudier les interactions entre les racines et les agents pathogènes, et plus récemment il a été associé à des approches d’édition génomique CRISPR.

Cette combinaison explique en partie pourquoi la revue met en avant des opportunités plus larges à venir. Un système stable fondé sur les racines peut offrir aux chercheurs un moyen plus rapide de tester la fonction des gènes avant de passer à des études plus complexes sur la plante. Dans une culture comme la vigne, où la sélection et la transformation peuvent prendre du temps, cela pourrait aider à déterminer plus précisément quelles cibles sont les plus prometteuses pour des travaux ultérieurs.

Les auteurs soulignent aussi une limite importante. Dans plusieurs espèces végétales, des plantes entières ont été régénérées à partir de racines chevelues, mais cela n’a pas encore été rapporté chez la vigne. Malgré cela, des chercheurs ont pu créer des plantes composites et microgreffées, dans lesquelles des pousses non transformées se développent sur des racines chevelues. Cela signifie que le système peut néanmoins être utilisé pour étudier la manière dont des racines modifiées affectent le reste de la plante, même sans régénération complète.

L’article est une revue et non un rapport expérimental unique, et il ne revendique donc pas à lui seul une nouvelle avancée majeure. Sa contribution consiste à cartographier le domaine et à montrer où les méthodes sont devenues suffisamment solides pour permettre un usage plus large. Les auteurs estiment que les améliorations méthodologiques apportées à la production de racines chevelues de vigne offrent désormais une marge pour des applications déjà démontrées dans d’autres espèces, mais qui restent largement inexplorées chez la vigne.

Parmi ces usages futurs possibles figurent la phytoremédiation, la production à plus grande échelle en bioréacteur, la production de protéines recombinantes, l’étude des interactions des racines avec des organismes symbiotiques et l’utilisation des racines chevelues comme modèle dans des approches de sélection de la vigne. Chacun de ces axes nécessiterait de nouvelles évaluations chez la vigne, et la revue les présente comme des opportunités plutôt que comme des résultats établis.

Ce travail peut compter au-delà de la biologie végétale fondamentale, car la vigne est la culture de base de la production de vin, et la santé des racines, la réponse aux maladies et les voies métaboliques sont des enjeux centraux pour la filière. Un modèle de recherche plus fiable et plus rapide pourrait aider les scientifiques à cribler les gènes liés à la réponse au stress, à la résistance aux agents pathogènes et à la production de composés importants dans le développement du raisin. Si ces outils continuent de progresser, ils pourraient soutenir de futurs travaux sur la résilience du vignoble et l’amélioration du raisin, avec d’éventuels effets en aval sur la production de vin et la recherche sur les boissons associées.

La revue est issue d’une publication consacrée à l’œnologie et à la viticulture, ce qui souligne le lien entre les méthodes de laboratoire et leur usage agricole dans les vignobles. Si l’étude n’affirme pas que les cultures de racines chevelues sont prêtes à remplacer les travaux de plein champ ou sur plante entière, elle les présente comme un complément de poids à ces approches. Le message central des auteurs est que les cultures de racines chevelues de la vigne ont dépassé le stade de la preuve de concept dans plusieurs domaines et offrent désormais une plateforme plus large pour les études génétiques, la biotechnologie et la recherche centrée sur les racines.

L’article a été publié dans le volume 47 du South African Journal of Enology and Viticulture le 1er octobre et est identifié par le DOI 10.21548/47-8463.