Des graines, des fleurs et de l'ADN
Vers une biologie moléculaire des plantes
Michel Delseny
François Gros
Odile Jacob
Préface par François Gros
7
Introduction1
Chapitre 1 - Apprentissage19
Un intérêt pour la biologie moléculaire des plantes19
La naissance de la biologie moléculaire21
Les avancées des années 197025
Enzymes de restriction et plasmides (26) - Autres enzymes pour le génie génétique (28) - Des plasmides vecteurs pour le clouage (29) - L'hybridation moléculaire (30) - L'isolement des ARN messagers des eucaryotes (32) - Le séquençage de l'ADN (33)
Premières recherches à Perpignan35
La synthèse des ARN ribosomiques (36) - La synthèse de l'ADN au début de la germination (38) - Premier isolement des ARN messagers (39) - Les premiers colloques (40)
Une transition imprévue46
Un événement tragique (46) - Cartographie de l'ADN déterminant les ARN ribosomiques (48) - Le virus de la mosaïque du chou-fleur (48) - Le John Iunes Institute (50) - Le clonage du virus de la mosaïque du chou-fleur (52) - Autres bénéfices du séjour à Norwich (54)
Chapitre 2 - L'essor de la biologie moléculaire végétale57
Les premiers projets57
La mise en place des projets (57) - Clonage et séquençage de séquences répétées (59) - Les gènes d'ARN ribosornique (61) - Les gènes de protéines de réserve (62) - Les gènes des protéines de la graine sèche (64)
La biologie moléculaire végétale dans le monde66
L'explosion du clonage de gènes de plantes (66) - Agrobacteriurn tumefaciens et la naissance du génie génétique végétal (71) - Quelques colloques marquants (72)
L'immersion dans la communauté scientifique nationale et internationale75
Des ateliers de formation et leurs retombées (75) - Les prises de responsabilités (78) - Le laboratoire européen associé Perpignan-Barcelone (82) - L'Europe comme terrain de jeu (85) - La découverte des laboratoires américains (86)
Vers de nouveaux gènes91
Anoxie et alcool déshydrogénase de riz (91) - Des protéines et des gènes induits par le froid (92) - Les amylases de riz et de seigle (94) - Les protéines de transfert de lipides (95)
Vers les premières applications de la biologie moléculaire végétale97
Un contrat inespéré avec la Fondation Rockefeller (98) - Les travaux sur le colza et les Brassica (102)
Arabidopsis entre en scène105
Un peu d'histoire (105) - Le programme européen BRIDGE (109) - Un groupement de recherche sur les mutants d'insertion Arabidopsis (112)
Chapitre 3 - Le séquençage du génome d'Arabidopsis115
Le séquençage systématique de l'ADN complémentaire115
Naissance du programme au CNRS (115) - Le projet scientifique (118) - L'impact du programme d'EST (120)
La préparation du séquençage du génome complet d'Arabidopsis125
La cartographie génétique du génome (125) - La construction de cartes physiques du génome (126) - Les premiers projets de séquençage génomique (129)
L'obtention du génome complet d'Arabidopsis thaliana133
Les premiers enseignements du séquençage d'Arabidopsis138
L'annotation des gènes et le développement de la bio-informatique (138) - Des mutants pour l'identification fonctionnelle des gènes (142) - Les principaux résultats d'une première analyse du génome (145) - Les duplications de segments chromosomiques (151)
Chapitre 4 - L'après-génome d'Arabidopsis155
Des programmes fédérateurs et structurants d'un type nouveau156
Incertitudes politiques et économiques (156) - Genoplante : un programme de génomique des plantes (158) - Le programme des Geno- poles (161) - Les grandes manoeuvres en Languedoc-Roussillon (166) - La création de l'Agence nationale pour la recherche (167)
Quelques retombées scientifiques des programmes français171
Les collections de mutants d'insertion d'Arabidopsis (171) - La transcriptoinique et les puces à ADN (172) - Le projet EuGene (173) - L'analyse fonctionnelle de quelques familles de gènes (174) - Les gènes indispensables à l'embryogenèse (178) - Deux autres gènes associés à la formation de la graine (179) - L'exploration de la machinerie de synthèse du ribosome (181)
Les retombées scientifiques au niveau international186
Des gènes impliqués dans la morphogenèse florale et la floraison (186) - Des gènes dans foutes les grandes fonctions physiologiques et développementales (190)
Vers des projets sur d'autres espèces192
Des gènes de colza impliqués dans le métabolisme lipidique (193) - A la découverte des gènes du manioc (195) - La génomique comparative et le projet EuDicot Map (198)
Chapitre 5 - Le génome du riz et l'aventure asiatique201
La découverte de l'Asie201
Établissement de relations avec le Japon (202) - Une relation privilégiée avec Taïwan (210) - La découverte de la Chine (219)
Le décryptage du génome du riz224
Mise en place d'un consortium international (225) - Rebondissements politico-médiatiques (229) - Que nous apprend le séquençage du génome du riz ? (231)
L'analyse fonctionnelle du génome du riz233
Une collection de mutants d'insertion (233) - Des gènes différentielle- ment exprimés en réponse à une infection (237) - Deux gènes emblématiques (238)
Quelques gènes importants pour l'agronomie239
La mise à fleur (240) - La tolérance à la submersion (241) - La résistance aux pathogènes (242) - Le rendement et la qualité (244)
Le riz : un modèle pour les autres graminées246
Chapitre 6 - Les avancées technologiques et l'explosion du séquençage génomique249
Les nouvelles méthodes de séquençage250
Le pyroséquençage et la technologie 454 (251) - La technologie Illumina (252) - La technologie PacBio (253) - La technologie nanopore, le MinION (254) - L'assemblage par lecture optique (254) - Le séquençage de l'ADN méthylé (255) - L'explosion des analyses du transcrip tome (256)
Le séquençage des premiers génomes de plantes257
Le génome du peuplier (259) - Le génome de la vigne (260) - Sorgho, maïs, etc. (263)
Une avalanche de nouveaux génomes267
Les laboratoires français et la détermination des génomes végétaux271
L'analyse de la biodiversité273
L'évolution des génomes de plantes277
L'arbre du vivant (277) - La dynamique des transposons (281)
Quelques exemples de gènes d'intérêt285
Les gènes de résistance aux pathogènes et aux agresseurs (285) - Les gènes responsables de la fixation symbiotique de l'azote (288) - Des gènes pour la biosynthèse de produits d'intérêt pharmacologique (290)
Chapitre 7 - Défis et perspectives ; que reste-t-il à apprendre ?293
Séquencer d'autres génomes et élucider la fonction des gènes293
Accumuler les séquences (293) - Elucider la fonction et la régulation des gènes (294)
Evaluer la diversité génétique et la corréler avec les phénotypes297
Les plantes et leur environnement biotique298
Plantes et pathogènes (299) - Autres interactions biotiques (299)
Les plantes et leur environnement abiotique301
Les stress thermiques (301) - Les stress hydriques (303)
Mise en silence des gènes et épigénétique306
Méthylation de l'ADN (307) - Modifications de la chromatine (308)
Chapitre 8 - La génomique et 1 amélioration des plantes311
Une brève histoire de l'amélioration des plantes312
La sélection assistée par marqueurs314
Les plantes génétiquement modifiées316
Les PGM dans le monde (317) - Résistance aux herbicides (318) - Résistance aux insectes (320) - Les PGM en développement (322) - Les atermoiements réglementaires en France et en Europe (326) - Des risques imaginaires, potentiels ou réels, et des solutions (327)
L'édition génomique334
Le principe de l'édition génomique (334) - Les premières réalisations (336)
Conclusion339
Glossaire343
Quelques ouvrages de référence353
Remerciements355