Résumé

Le transfert de l'apomixie aux plantes cultivées pourrait révolutionner l'agriculture, notamment pour les petits exploitants, en permettant aux hybrides F1, avec un rendement et un potentiel d'adaptation accrus, d'être propagés clonalement par graines, de manière immortalisée, sur plusieurs générations. L'apomixie peut être induite en combinant i. la conversion de la méiose en mitose (apoméiose) produisant des gamètes mâles et femelles non réduits et non recombinés, et ii. le développement parthénogénique de la cellule oeuf diploïde en un embryon clonal. Cette stratégie a été appliquée avec succès à l'ingénierie de l'apomixie synthétique chez le riz par l'induction, à l'aide de CRISPR/Cas9, des triple mutationspair1/osrec8/ososd1 (qui transforment la méiose en mitose : Mieulet et al, Cell Research, 2016) dans une lignée (cv.Kitaake) exprimant l'inducteur de parthénogenèse BABYBOOM1 (BBM1) piloté par un promoteur spécifique de la cellule œuf (Khanday et al, Nature, 2019). Dans cette étude, la fréquence de formation de plantes apomictiques était comprise entre 10 et 30 % et le caractère apomictique a été prouvé stable sur 3 générations. Nous montrons ici, en utilisant des graines F1, que l'apomixie peut être induite en une seule étape et à une fréquence >95% sur plusieurs générations. Les plantes apomictiques clonales ont fidèlement récapitulé le phénotype de l'hybride F1, et la stabilité de leur génome hétérozygote à travers les générations a été directement confirmée. Nos résultats établissent qu'il n'y a pas de barrière intrinsèque empêchant la formation de plantes apomictiques à une très haute fréquence chez le riz, ce qui rend compatible l'utilisation de l'apomixie synthétique en agriculture.