Les chercheurs du Centre John Innes ont utilisé une carte nouvellement disponible du génome du pois pour identifier la séquence génétique sous-jacente responsable de deux mutations riches en fer chez les pois.

Le professeur Janneke Balk, chef de groupe au John Innes Center et auteur de la recherche, a déclaré : « Il existe un certain nombre d’opportunités intrigantes découlant de cette recherche, mais le résultat le plus excitant est probablement que la connaissance de ces mutations pourrait éclairer les stratégies d’édition génétique pour augmenter du fer dans un large éventail de cultures. »

Cette découverte pourrait contribuer à résoudre le problème persistant de la carence en fer, un problème de santé nutritionnelle qui touche particulièrement les filles et les femmes au Royaume-Uni et dans d’autres régions du monde. Ce problème risque de s’aggraver à mesure que les gens mangent moins de viande en raison des préoccupations liées au changement climatique.

L’anémie ferriprive est une maladie dans laquelle un manque de fer dans l’organisme entraîne une réduction du nombre de globules rouges qui aident à stocker et à transporter l’oxygène.

Les aliments de base comme la farine de blé et les céréales pour petit-déjeuner sont régulièrement enrichis pour garantir que nous consommons suffisamment de fer chaque jour pour éviter cette importante carence nutritionnelle.

Pour faire cette découverte, les chercheurs du Centre John Innes ont utilisé une technique de séquençage de l’ARN qui recherche les gènes exprimés dans les plantes de pois riches en fer et les compare avec des plantes de type sauvage qui ont des niveaux normaux de fer.

À l’aide de techniques de cartographie informatique et d’expériences sur les plantes, l’équipe du groupe du Dr Balk a identifié les mutations exactes et leur emplacement sur le génome du pois.

En identifiant les changements infimes dans le code génétique à l’origine de ces phénotypes riches en fer, la recherche a ouvert de nouvelles opportunités de biofortification, améliorant ainsi la valeur nutritionnelle des aliments.

Les applications commerciales possibles incluent la sélection de pousses de pois avec 10 fois plus de fer, ou des suppléments avec une forme de fer naturelle et plus biodisponible sans certains des effets secondaires associés aux suppléments de fer d’origine chimique.

Ce qui est encore plus intéressant, c’est que cette connaissance de ces gènes, qui sont hautement conservés dans tout le règne végétal, pourrait aider à biofortifier d’autres cultures telles que le blé et l’orge en utilisant l’édition génétique et d’autres techniques de sélection modernes.

Un mystère scientifique de longue date

Les deux variétés de pois riches en fer ont joué un rôle essentiel dans la recherche des 30 dernières années afin de mieux comprendre comment les plantes transportent le fer depuis les racines et le rendent disponible pour d’autres organes, y compris les graines.

Les plantes doivent réguler l’absorption du fer, car une trop grande quantité est mortelle. Les mutations identifiées sont précieuses car elles maintiennent des niveaux élevés d’accumulation de fer, mais pas au point que le fer devienne très toxique pour la plante.

Ces mutations sont au centre d’un mystère de longue date. En raison de la grande taille du génome du pois, les chercheurs n’ont pas pu trouver les mutations qui provoquent l’accumulation de fer. Cependant, il y a 4 ans, la première ébauche de la séquence complète du génome du pois a été élaborée, ce qui a grandement aidé le professeur Balk et son équipe.

Cette nouvelle recherche s’ajoute à cette histoire, reflète le professeur Balk : « Je suis associé au domaine de l’homéostasie du fer dans les plantes depuis 20 ans et à chaque conférence à laquelle j’ai participé ou dans des articles, ces deux gènes sont mentionnés mais les gens n’en avaient pas les moyens. mutations. »

« Maintenant que nous avons identifié ces gènes mutés, nous pouvons commencer à faire des progrès à la fois dans la compréhension scientifique et dans des améliorations pratiques dans la production d’aliments contenant une teneur en fer plus élevée et plus biodisponible. »

Les deux mutations riches en fer au centre de ce puzzle génétique de longue date ont été créées dans les années 1990 par deux groupes de recherche différents, en Allemagne et aux États-Unis.

Peu de temps après avoir publié leurs résultats, les groupes ont fait don de certaines graines de pois à l’unité de ressources génétiques financée par le BBSRC, une ressource nationale basée au Centre John Innes. Les stocks de semences ont été maintenus et maintenus viables pendant plusieurs décennies. »

Le professeur Balk a commenté : « Cela était important pour le succès de notre recherche, car les graines de l’un des mutants perdent leur viabilité après quelques années. Cela montre le rôle clé des banques de graines et du maintien des collections historiques. »