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Transgènes chez les plantes. Etapes


La transgénèse comporte plusieurs étapes dont 1/ Identification, isolement, intégration et multiplication d'un gène d'intérêt, 2/Transfert du gène d'intérêt, 3/ Régénération et évaluation des plantes transformées et 4/ Etape 4 : Incorporation du transgène dans une variété commerciale et obtention d'une 'variété OGM'


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Sur cette même page:

- Etapes de la transgénèse chez les plantes
--- Etape 1 : Identification, isolement, intégration et multiplication d'un gène d'intérêt
--- Etape 2 : Transfert du gène d'intérêt et sélection de cellules et tissus transformés
--- Etape 3 : Régénération et évaluation des plantes transformées.
--- Etape 4 : Incorporation du transgène dans une variété commerciale et obtention d'une 'variété OGM'

--- Obtention d'une variété OGM


Etapes de la transgénèse chez les plantes
Etapes de la transgénèse Outils et techniques associés

1/ Repérage d'un caractère intéressant dans une espèce donneuse: (bactéries, champignon, plante...). Examen du génome

Cartographie du génome
Séquençage

2/ Identification de la protéine responsable de ce caractère (ex : protéine toxique pour un insecte ravageur).

3/ Identification et isolement du gène d'intérêt Obtention d'un mélange de fragments d'ADN.

Enzyme de restriction.
Southern blot

4/ Réalisation et amplification d'une construction génique
- Insertion d'un fragment d'ADN dans un plasmide
- Introduction du plasmide modifié dans le génome de la cellule hôte.

Construction génique
Clonage d'un gène.

5/ Transfert de l'ADN dans l'espèce receveuse
Introduction d'un ADN étranger ou remplacement d'un fragment d'ADN

- Vecteurs biologiques (bactéries, virus)
- Recombinaison homologue
- Fusion utilisant des liposomes
- Transfection
- Utilisation du polyéthylène glycol (PEG)
- Micro-injection in vitro
- Electroporation
- Canon à particules

6/ Contrôle de l'efficacité du transfert chez l'hôte par détection directe des transgènes

Hybridation in situ
PCR

Sélection des cellules exprimant le gène ajouté par tri

Gène de sélection
Gènes rapporteurs


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Etape 1 : Identification, isolement, intégration et multiplication d'un gène d'intérêt
La première étape est l'identification chez une espèce donneuse d'un caractère d'intérêt (résistance à certains insectes, à certaines maladies, à des herbicides, qualité nutritionnelle…) que l'on souhaite introduire dans une plante (espèce receveuse). Le gène d'intérêt peut provenir de tout organisme vivant, bactérie, plante ou animal puisque le code génétique est universel. Ce gène doit être isolé de l'organisme donneur. Il est intégré dans une construction génétique associant souvent un gène marqueur. Ce dernier permet de sélectionner les cellules qui ont intégré le gène d'intérêt. La construction est ensuite multipliée (clonage) afin d'en disposer d'une quantité suffisante d'ADN pour son introduction dans les cellules végétales que l'on veut transformer.

Caractère recherché

Plante transformée (OGM)

Résistance aux insectes:
Les plantes transgéniques produisent leur propre toxine Bt. Les toxines sont dites Bt car naturellement produites par des bactéries, Bacillus thuringiensis que l'on trouve dans le sol. Il y a plusieurs variantes de protéines Bt (toxine cry) conférant ainsi des résistances à des insectes spécifiques. La protéine Cry1Ab confère une résistance contre certains papillons.

- Maïs-grain Bt résistant à la pyrale
- Pomme de terre Bt résistante au doryphore de la pomme de terre
- Tomate Bt résistante aux lépidoptères

Résistance aux herbicides selon l'une des deux stratégies suivantes :

La plante transgénique produit une nouvelle protéine qui annule l'effet
toxique de l'herbicide dans la plante génétiquement modifiée (PGM), La protéine normalement ciblée par l'herbicide est remplacée par une nouvelle protéine non sensible à l'herbicide

- Maïs-grain
- Soja
- Lin
- Colza
- Coton
- Betterave sucrière
- Luzerne
- Riz

Maturation retardé:

- Tomate

Changement de la composition nutritionnelle:
- Augmentation de la teneur en vitamine A
- Augmentation de la teneur en lysine, acide aminé essentiel

- Riz doré
- Maïs

Comment isole-t-on le gène d'intérêt?

- ADN Génomique provenant d'une banque d'ADN génomique (voir TD)
- ADN complémentaire (cDNA) résultant de l'ARN messager (mRNA) (voir TD)


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