CRISPR et la sélection par marqueurs : pourquoi les associer ?

Biotechnologies 10 novembre 2026

Selon un article publié dans Scientific Reviews, combiner et diversifier les approches d’amélioration génétique, comme CRISPR et la sélection par marqueurs, ouvrirait de nouvelles perspectives pour les caractères complexes des plantes cultivées, notamment leur résistance à la sécheresse.

L’édition du génome élargit la boîte à outils des sélectionneurs. Les technologies CRISPR-Cas modifient de manière ciblée certains loci du génome végétal. Cette approche donne déjà des résultats intéressants sur certains caractères. Elle cible notamment ceux que gouvernent un ou quelques gènes, comme certaines résistances aux maladies ou des caractéristiques nutritionnelles.

Toutefois, la situation se complexifie avec le rendement ou la tolérance aux stress. Par exemple, la résistance à la sécheresse résulte de l’action combinée de dizaines à des milliers de régions du génome. Prise isolément, chacune explique généralement moins de 1 % de la variabilité observée. De plus, ces gènes interagissent entre eux et avec l’environnement.

Face à ces défis techniques, un article publié le 2 septembre 2026 dans Nature – Scientific Reviews analyse les perspectives qu’offrent les technologies d’édition du génome pour améliorer les caractères polygéniques. Il formule une proposition : pourquoi ne pas mieux associer l’édition génomique à la sélection assistée par marqueurs (SAM) ?

Édition génomique et SAM, comment ces méthodes sont-elles complémentaires ?

La SAM utilise des marqueurs génétiques pour repérer les gènes d’intérêt. À l’image d’un QR code qui identifie un produit, ces marqueurs caractérisent les gènes sans correspondre à leurs séquences codantes. Répartis dans l’ensemble du génome, ils permettent aux sélectionneurs de prédire la valeur génétique d’un individu. Ainsi, les semenciers sélectionnent les meilleures combinaisons d’allèles déjà présentes dans une population pour les croiser. La limite de la méthode ? Elle ne crée pas de nouvelle variation génétique. Par exemple, si un allèle favorable est absent ou a été perdu, elle ne peut pas le récupérer.
L’édition génomique intervient différemment. Elle modifie ou recrée de manière ciblée un allèle favorable dans du matériel génétique intéressant. A contrario, elle agit plus difficilement sur les centaines de loci impliqués dans un caractère complexe.
Ensemble, ces deux techniques amplifient donc la performance de la sélection variétale.

Une modification génétique produit-elle toujours l’effet attendu ?

L’effet d’une modification dépend du fond génétique de la variété et de son environnement. Dans le cas de la résistance à la sécheresse, des interactions entre gènes antagonistes peuvent modifier le résultat attendu. De même, un allèle favorable sous stress hydrique pourra présenter moins d’intérêt dans de bonnes conditions d’alimentation en eau. Un mécanisme qui favorise la fermeture des stomates améliore l’adaptation à la sécheresse peut réduire la photosynthèse et donc le rendement lorsque l’eau ne manque pas.

Modifier les « commandes » des gènes : quel bénéfice ?

Plutôt que de supprimer ou modifier un gène codant un caractère, CRISPR peut agir sur un promoteur ou un élément régulateur. Ce sont des séquences qui « allument » ou « éteignent » l’expression de gènes.

L’intérêt est considérable pour les caractères complexes. La modification d’un élément de régulation agit sur l’expression d’un ou plusieurs gènes, par conséquent sur plusieurs composantes d’un caractère.

L’exemple du promoteur IPA1 chez le riz est explicite. En effet, sa modification conduit à davantage de grains par panicule, des tiges plus résistantes et une meilleure utilisation de l’azote. Chez le maïs, la modification du promoteur ARGOS8 améliore la tolérance à la sécheresse tout en maintenant le rendement.

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Fraisier : huit jeux de chromosomes, un défi pour l’amélioration génétique

La plupart des espèces végétales possèdent deux jeux de chromosomes : elles sont diploïdes. Les fraisiers cultivés actuels se distinguent par leurs huit jeux de chromosomes, qui en font des plantes octoploïdes.

De fait, les fraises modernes contiennent environ quatre fois plus d’ADN que leurs ancêtres sauvages. C’est une source de diversité de gènes mais aussi une contrainte d’amélioration. En effet, le semencier doit obtenir des modifications sur les huit copies simultanément pour obtenir une résistance totale à une maladie. Or l’édition du génome peut le faire. Ainsi, des scientifiques anglais ont récemment annoncé avoir supprimer l’expression d’un gène de floraison par édition du génome pour favoriser des fraisiers remontants qui ont des productions plus étalées au lieu d’une récolte principale.

Les termes pour comprendre

Édition du génome ou édition génomique

Ces deux expressions désignent le même outil. Il consiste à réaliser une modification ciblée sur une séquence d’ADN. Les outils CRISPR-Cas permettent notamment de supprimer, remplacer ou modifier certaines parties (nucléotides ou portions d’ADN).

Génomique fonctionnelle

La génomique fonctionnelle étudie le rôle des gènes et des autres séquences du génome. Ainsi, elle identifie les séquences qui interviennent dans l’expression d’un caractère avant d’envisager leur modification. Pour cela, elle peut s’appuyer sur le séquençage complet du génome d’une plante ou sur des marqueurs génétiques. Comparables à des QR codes, ces derniers aident à repérer les lignées les plus intéressantes pour un programme d’amélioration variétale.

Locus (pluriel : loci)

Il s’agit de l’emplacement précis d’un gène ou d’une séquence d’ADN sur le génome.

Promoteur

Il correspond à la région de l’ADN qui contrôle l’expression d’un gène. Le modifier peut changer le niveau ou les conditions dans lesquelles ce gène s’exprime.