une avancée significative dans la génétique du cannabis. Ce gène est essentiel pour déterminer le rendement des fleurs

10 septembre 2024

Notes de l'éditeur
Stimuler la production de cannabis : la science derrière l'abondance des têtes
par l'Académie chinoise des sciences

Performances des plantes transgéniques surexprimant CsMIKC1 et des mutants CsMIKC1 en serre. Crédit : Horticulture Research (2024). DOI : 10.1093/hr/uhae161

Le cannabis sativa est très apprécié pour ses cannabinoïdes, qui sont principalement produits dans les inflorescences femelles. Cependant, le contrôle génétique du développement des inflorescences reste largement inexploré, ce qui pose un défi important pour l'optimisation du rendement en fleurs et en grains.

La demande de produits dérivés du cannabis étant en hausse, il est essentiel de comprendre les mécanismes de régulation sous-jacents pour améliorer la production. Les pratiques culturales actuelles sont souvent insuffisantes en raison de ce manque de connaissances.

Pour relever ces défis, des recherches détaillées sur les facteurs génétiques qui influencent la croissance des inflorescences sont nécessaires , fournissant ainsi une base pour des stratégies capables de répondre à la demande mondiale croissante.

Une équipe de recherche de l'Académie chinoise des sciences agricoles et d'autres institutions a publié ses résultats le 12 juin 2024 dans Horticulture Research . L'étude identifie CsMIKC1, un facteur de transcription MADS-box de type MIKC, comme un régulateur essentiel du développement des inflorescences chez Cannabis sativa.

Grâce à la technologie d'édition génétique CRISPR-Cas9 , l'équipe a étudié l'influence des mutations et de la surexpression du gène CsMIKC1 sur la production de fleurs et de grains. Leurs résultats offrent de nouvelles perspectives sur l'architecture génétique de l'inflorescence, soulignant le rôle important du gène dans l'amélioration des rendements des cultures et présentant de nouvelles pistes d'amélioration génétique.

L'étude a permis d'identifier un locus de caractère quantitatif (QTL) majeur sur le chromosome 8 lié au nombre d'inflorescences par branche, ce qui a conduit à la découverte du gène CsMIKC1. CsMIKC1 fonctionne comme un facteur de transcription qui module le développement des inflorescences en interagissant avec les protéines CsBPC2 et CsVIP3.

Les plantes transgéniques surexprimant CsMIKC1 ont montré une augmentation substantielle du nombre d'inflorescences, de la production de fleurs et du rendement en grains, tandis que les mutants CsMIKC1 ont montré une croissance et un rendement diminués, soulignant l'importance régulatrice du gène.

Les chercheurs ont également découvert que CsMIKC1 est influencé par les voies de signalisation de l'éthylène, comme le montre la sensibilité réduite à l'éthylène des mutants CsBPC2. L'application d'éthylène externe a stimulé l'expression de CsMIKC1, améliorant la production de fleurs et suggérant des applications pratiques dans la culture commerciale du cannabis.

En identifiant les gènes clés régulés par CsMIKC1, l’étude cartographie un réseau génétique complet régissant la formation des inflorescences, offrant des informations cruciales pour les futures stratégies d’amélioration des cultures.

Le Dr Jianguang Su, co-auteur de l'étude, a déclaré : « L'identification du gène CsMIKC1 comme régulateur du développement des inflorescences marque une avancée significative dans la génétique du cannabis. Ce gène est essentiel pour déterminer le rendement des fleurs, ce qui a de profondes implications pour les utilisations médicinales et industrielles.

« En utilisant des techniques de modification génétique, nous pouvons développer des approches ciblées pour optimiser les performances des cultures, améliorant ainsi le potentiel de l'industrie du cannabis. Cette recherche approfondit non seulement notre compréhension, mais ouvre également des possibilités intéressantes pour le développement de variétés à haut rendement. »

La découverte de l'influence de CsMIKC1 sur le développement des inflorescences offre une nouvelle cible au génie génétique pour augmenter les rendements du cannabis. Ces connaissances pourraient conduire à la création de nouveaux cultivars avec une production améliorée de fleurs et de grains , maximisant ainsi l'efficacité agricole.

De plus, l’implication des voies de signalisation de l’éthylène offre des opportunités pour des pratiques agronomiques raffinées, telles que les traitements à l’éthylène, pour augmenter encore le rendement des fleurs.

Ces avancées sont très prometteuses pour accroître la production de cannabis afin de répondre à la demande croissante d’applications médicinales et industrielles dans le monde entier.

Plus d'informations : Gencheng Xu et al, CsMIKC1 régule le développement des inflorescences et la production de grains chez les plantes de Cannabis sativa, Horticulture Research (2024). DOI : 10.1093/hr/uhae161

Informations sur le journal : Recherche en horticulture

Fourni par l'Académie chinoise des sciences