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AVANT-PROPOS

Améliorer la compréhension des mécanismes du vivant, la valorisation des ressources génétiques, la maîtrise des nouvelles technologies d’amélioration des plantes aussi bien sur des critères environnementaux que de production, mettre au point de nouveaux outils de détection et de traçabilité des produits de l’agriculture, tels sont les principaux objectifs des travaux sur la génomique végétale menés à l’INRA. Ils sont indispensables pour permettre à l’INRA, institut public de recherche finalisée, de remplir au mieux son rôle de production de connaissances, d’expertise et d’évaluation des innovations.

Apparue dans les années 1990 avec les premiers programmes de séquençage à grande échelle, tel HUGO, programme international de séquençage du génome humain, la génomique permet d’analyser l’ensemble des gènes d’un organisme. Il est ainsi possible d’en dresser un inventaire, de déterminer leurs fonctions et de comprendre leur régulation et leurs interactions. Ce nouveau champ d’investigation du vivant, qui révolutionne l’approche que nous en avons, ouvre de nombreuses perspectives pour la médecine, l’agriculture, l’alimentation, l’environnement, la fabrication de nouveaux matériaux... Ce n’est qu’un nouveau pas qui doit être complété par des travaux sur les ARN et les protéines ainsi qu’en physiologie et en bio-informatique.

La génomique végétale apporte une contribution significative dans quatre domaines principaux :

– la préservation et la gestion des ressources génétiques, afin d’une part de préserver l’accès de tous les pays à ces ressources et d’autre part d’améliorer et de simplifier les techniques pour les connaître et les comprendre ; l’INRA possède en effet un patrimoine public exceptionnel en ressources génétiques qu’il convient de protéger et de valoriser ;

– la diversification des productions, en simplifiant les méthodes de sélection variétale et en développant des technologies avancées dans la traçabilité des matières premières ;

– le respect de l’environnement, par exemple par la meilleure gestion de l’eau grâce à des végétaux résistant aux sécheresses, ou par l’obtention de plantes résistantes aux maladies sans produits chimiques ;

– la qualité des aliments par le développement de variétés combinant une absence de résidus phytosanitaires ou de matières toxiques, meilleurs au goût et mieux traçables.

J’espère que ce document aidera à mieux comprendre une des branches les plus récentes, et les plus prometteuses, des sciences du vivant, la génomique.



Marion Guillou

Directrice générale de l’INRA

Aider à comprendre ce qu’est la génomique, et à quoi elle sert, c’est l’objectif de ce document. Il ne prend donc pas position dans des controverses pouvant exister. Il est rédigé dans un but pédagogique et d’information générale, ainsi les mécanismes présentés correspondent aux thèses les plus courantes. La science étant basée sur l’incertitude, la pédagogie demande de faire des choix pour la simplification.

Dates marquantes de l’histoire de la génétique et de la génomique des plantes



1856 : Louis de Vilmorin publie une « Note sur la création d’une nouvelle race de betterave et considération sur l’hérédité des végétaux » à l’Académie des Sciences, jetant ainsi les bases de la sélection généalogique.

1865 : Mendel découvre les lois fondamentales de l’hérédité, mais elles restent méconnues.

1880 : premières observations microscopiques de chromosomes géants d’insectes.

1900 : De Vries, Tschermak et Correns redécouvrent simultanément et indépendamment les lois de Mendel. De Vries définit les mutations comme des “variations brusques, discontinues et héréditaires”.

1911 : Morgan élabore la théorie chromosomique de l’hérédité.

1924 : Feulgen montre que les chromosomes sont constitués d’acides nucléiques.

1944 : Avery, Mc Leod et Mc Carty mettent en évidence le rôle des acides nucléiques comme support de l’information génétique.

1950 : Chargaff établit qu’une molécule d’ADN comprend toujours la même quantité de A et de T, et la même quantité de C et de G (voir « Cellule, noyau… » p. 5).

1953 : Watson et Crick décrivent la structure en double hélice de la molécule d’ADN.

1960 : Jacob et Monod proposent un modèle pour l’expression d’un gène via une molécule d’ARN messager.

1961 : Crick propose l’hypothèse que le code génétique est constitué de triplets, c’est à dire qu’un acide aminé est codé par une succession de trois acides nucléiques appelée codon.

1961 : premier décryptage d’un codon par Nirenberg et Matthaei.

1965 : décryptage complet du code génétique.

1968 : découverte et purification des premières enzymes de restriction par Arber, Nathan et Smith.

1973 : premières expériences de génie génétique chez les bactéries par Cohen et Boyer.

1977 : découverte du transfert de gènes entre les agrobactéries et les plantes.

1977 : mise au point par Sanger de la technique de séquençage de l’ADN.

1983 : première expérience de génie génétique sur une plante, le tabac.

1983 : mise au point de la technique d’amplification in vitro de l’ADN (PCR).

1988 : lancement du programme HUGO de séquençage du génome humain.

1992 : lancement du programme de séquençage du génome d’Arabidopsis thaliana.

1994 : première commercialisation d’une plante transgénique (tomate à maturation retardée) aux Etats-Unis.

1996 : création du Génoscope (groupement d’intérêt public) à Evry pour la mise en place de programmes de séquençage à grande échelle.

1999 : création de Génoplante (groupement d’intérêt scientifique) programme fédérateur français en génomique végétale, regroupant des établissements publics de recherches et des partenaires privés.

2000 : achèvement du séquençage du génome d’Arabidopsis thaliana.

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Institut National de la Recherche Agronomique
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Mise en ligne : Avril 2001