OGM et Agriculture

Protection des cultures : que peut apporter la transgénèse ?

Résistance au court-noué de la vigne

La transgénèse permet d'obtenir des plantes résistantes aux virus, ce qui n'est pas toujours possible par d'autres méthodes. Des essais sont menés actuellement sur la vigne. Ils portent notamment sur le «court-noué», affection virale grave, et ouvrent des perspectives intéressantes.

Bernard Walter
Unité de recherches Vigne et Vin
INRA Colmar

Les virus sont à l'origine de diminutions considérables de quantité et de qualité des récoltes et il est nécessaire d'utiliser des stratégies de lutte différentes de celles qui sont pratiquées contre les champignons ou les bactéries. Pour lutter contre les maladies cryptogamiques ou bactériennes, les voies classiques de la protection des plantes sont : des techniques culturales veillant à minimiser les inoculums et la transmission (brûlage des bois de taille, désinfection des outils...) ou à réduire les conditions favorables (densité de plantation...), le choix de variétés résistantes ou tolérantes, la lutte chimique... Les maladies virales échappent à la lutte chimique. Les virus utilisent en effet pour se multiplier la machinerie cellulaire qu'ils détournent à leur profit. Il est de ce fait généralement impossible d'empêcher la multiplication virale à l'aide de pesticides, dont l'action perturberait aussi le métabolisme des cellules végétales.

Pour diminuer l'impact des viroses des plantes cultivées, on utilise aujourd'hui parfois des résistances «naturelles» se trouvant dans certaines variétés de l'espèce cultivée ou d'une espèce proche. Des gènes de résistance à des virus sont habituellement introduits dans des variétés cultivées à l'aide des méthodes classiques de l'hybridation reposant, sur la reproduction sexuée. Mais pour la plupart des infections de plantes par des virus, on ne connaît pas aujourd'hui de résistance «naturelle».

La lutte contre le court-noué de la vigne

Parmi les nombreuses viroses et maladies de type viral qui peuvent affecter la vigne, le court-noué est certainement la plus répandue et l'une des plus dommageables. Il est présent dans tous les vignobles du monde. Il est provoqué par le grapevine fanleaf virus (GFLV) transmis au niveau des racines par le nématode (ver microscopique) Xiphinema index. D'autres virus de la même famille, les «népovirus», provoquent la dégénérescence infectieuse dans la plupart des vignobles européens. D'autres, enfin, sont responsables du dépérissement (decline) sur le continent nord-américain.

Les «népovirus» provoquent diffèrents types de symptômes : déformation et réduction de la taille des feuilles, panachures, irrégularités et raccourcissement des entre-noeuds, double-noeuds, fasciations, diminution du nombre et de la taille des grappes, coulure (réduction du nombre de grains) et millerandage (développement incomplet des grains). Ces troubles se traduisent souvent par un raccourcissement de la longévité des ceps, une perte de récolte pouvant aller jusqu'à 90 %, une altération de la qualité des raisins et des moûts...

Aujourd'hui la lutte contre le court-noué repose sur la sélection sanitaire et sur la désinfection des sols à l'aide de nématicides. En effet les nématodes servent de «vecteurs» et transmettent les virus d'un pied à l'autre. Outre le coût de la sélection sanitaire et les risques de pollution des eaux souterraines par les nématicides, produits fortement toxiques, cette stratégie n'est pas toujours efficace. Aucune résistance de la vigne au court-noué ou à ses vecteurs n'est utilisable aujourd'hui. Plusieurs résistances ont été étudiées, mais leur efficacité n'a pas été confirmée.

Depuis une dizaine d'années, il a été démontré que le transfert d'un gène viral dans le génome d'une espèce végétale permet, dans certains cas, d'induire chez cette espèce une protection vis-à-vis du virus dont on a transféré un gène, et parfois aussi vis-à-vis d'autres virus. Cette stratégie de protection paraît donc une voie intéressante pour lutter contre la maladie du court-noué de la vigne. Dans cette optique, nous nous sommes tout d'abord intéressés aux variétés de porte-greffes qui fournissent aux plants de vigne leur système racinaire, exposé à la transmission des virus du court-noué par les nématodes.

Régénération de plantes transformées

Le gène codant pour la coque protéique (l'enveloppe) du virus a été isolé, puis inséré dans un plasmide (un fragment d'ADN) de la bactérie Agrobacterium tumefaciens, qui sert de «transporteur» pour ce genre de transfert. Après co-culture de la bactérie avec des cultures de cellules permettant la régénération de plantes entières, des plantes transformées de quatre variétés de porte-greffes ont été obtenues.

Pour évaluer la protection des plantes transformées, il est nécessaire de procéder à des épreuves d'infection par le virus. La transmission mécanique du gflv à la vigne étant quasi-impossible, les transformants sélectionnés sont mis en présence du GFLV soit par greffage avec une vigne infectée, soit par culture en présence de nématodes infectieux. Le protocole a consisté à associer des greffons non transformés du cépage Chardonnay sur des boutures de plusieurs transformants du porte-greffe 41B. Les plants greffés-soudé obtenus ont été plantés dans deux parcelles infectées par le court-noué, en Champagne, après avis favorable de la Commission du Génie Biomoléculaire.

Enfin, pour vérifier la conformité des porte-greffes après transfert du gène de la coque protéique du gflv, les essais suivants ont été mis en place en sol non infesté :

- une parcelle de comparaison de boutures de transformants non greffés des quatre variétés de porte-greffes avec des boutures des mêmes variétés non transformées ;

- deux parcelles où des plants de deux transformants de la variété 41B greffée avec Chardonnay non transformé seront comparés jusqu'à la vinification avec des plants du même clone de 41B non transformé et greffé avec Chardonnay.

Ces expérimentations menées au vignoble ont pour but :

- de sélectionner des transformants ayant un niveau suffisant de protection vis-à-vis du court-noué ;

- de vérifier que les transformants ont toujours les propriétés culturales de la variété ;

- d'estimer les facteurs de biosécurité (cf. l'article de Mark Tepfer, «Plantes rendues résistantes aux virus : un risque pour l'environnement ?»).

 Perspectives

L'amélioration de la vigne a toujours été limitée par des contraintes biologiques (longueur des générations, grande taille des plantes...), économiques et réglementaires. Les progrès des biotechnologies trouvent déjà des applications importantes pour l'amélioration de nombreuses espèces végétales. Les premières expérimentations de transgénèse sur la vigne se développent dans différents laboratoires à travers le monde dans le but d'ajouter aux porte-greffes et aux cépages un caractère nouveau, sans modifier leurs autres propriétés. Après l'introduction dans la vigne du gène de la coque protéique du gflv, le transfert d'autres fragments de génomes viraux pouvant induire une protection est en cours : gènes de protéinase, polymérase... Des protections vis-à-vis d'autres catégories de pathogènes et de ravageurs des porte-greffes sont envisageables (Agrobacterium vitis responsable de la maladie du broussin, nématodes).

L'application à la vigne du transfert de gène pour l'amélioration et la sélection signifie un changement des acteurs de la sélection. Alors que les variétés utilisées aujourd'hui ont été obtenues par des «amateurs éclairés» puis par des centres de recherche agronomique, les biotechnologies font appel à des moyens, des connaissances et un savoir-faire nouveaux. L'utilisation à grande échelle de vignes transgéniques nécessite des expérimentations préalables pour étudier, au cas par cas, leur comportement au vignoble.

[R] Pour en savoir plus

Krastanova S., Perrin M., Barbier P., Demangeat G., Cornuet P., Bardonnet N., Otten L., Pinck L., Walter B., 1995 - Transformation of grapevine rootstocks with the coat protein gene of grapevine fanleaf nepovirus. Plant Cell Reports, 14, 550-554.

Lomonossof G.P., 1995 - Pathogen-derived resistance to plant viruses. Annu. Rev. Phytopathol., 33, 323-343.

Mauro M.C., Toutain S., Walter B., Pinck L., Otten L., Coutos-thevenot P., Deloire A., Barbier P., 1995 - High efficiency regeneration of grapevine plants transformed with the GFLV coat protein gene. Plant Science, 112, 97-106.

Walter B., Martelli G.P., 1996 - Sélection clonale de la vigne : sélection sanitaire et sélection pomologique. Influence des viroses et qualité. 1ère Partie: Effets des viroses sur la culture de la vigne et ses produits. Bull. OIV, 789-790, 945-971.

Les OGM à l'INRA  
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