Transformation végétale utilisant Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium tumefaciens est une bactérie très répandue retrouvée naturellement dans le sol. Elle est responsable de la galle du collet et a la capacité d’introduire de nouveaux matériels génétiques dans une cellule végétale (Gelvin, 2003). Le matériel génétique introduit est appelé un T DNAet est situé sur un plasmide Ti. Un plasmide Ti est un morceau d’ADN circulaire retrouvé dans presque toutes les bactéries.

Leur habileté naturelle à modifier le bagage génétique des plantes a servi de base pour la transformation végétale utilisant Agrobacterium. Actuellement, la transformation grâce à l’Agrobacterium est la méthode la plus utilisée dans le génie génétique à cause essentiellement de son niveau élevé d’efficacité. Les chercheurs croyaient avant que l’Agrobacterium affectait uniquement les dicotylédones mais il a été plus tard prouvé qu’elle peut être également utilisée pour la transformation des monocotylédones telles que le riz.

Au cours de la transformation, plusieurs éléments du plasmide Ti permettent un transfert effectif des gènes d’intérêt dans les cellules de la plante cible. Ce sont entre autres :

  • Les séquences bordures de l’ADN-T qui délimitent le segment d’ADN (ADN-T) à transférer dans le génome de la plante
  • Les gènes vir (gènes de virulence) qui sont nécessaires au transfert de la région de l’ADN-T dans la plante mais sans être eux-mêmes transférés
  • et la région modifiée de l’ADN-T où les gènes qui causent la galle du collet sont enlevés et remplacés par les gènes désirés.

Processus de transformation végétale utilisant l’Agrobacterium

Le processus de transformation impliquant l’Agrobacterium-comprend un certain nombre d’étapes : (a) l’isolation des gènes désirés de l’organisme source ; (b) l’élaboration d’une plateforme fonctionnelle transgénique incluant le gène cible, les promoteurs pour coder l’expression du caractère, la modification du codon, si nécessaire pour réussir à améliorer la production de protéine et les gènes marqueurs pour faciliter le traçage des gènes introduits dans la plante hôte ; (c) l’introduction du transgène dans le plasmide-Ti ; (d) l’introduction de l’ADN-T contenant le plasmide dans l’Agrobacterium; (e) le mélange du Agrobacterium avec les cellules de la plante afin de permettre le transfert de l’ADN-T dans les chromosomes de la plante ; (f) la régénération des cellules GM en plantes génétiquement modifiées (GM) et (g) l’évaluation de la performance du caractère ou de l’expression du transgène aux niveaux du laboratoire, de la serre et du champ. La Figure 1 illustre la modification végétale grâce à l’Agrobacterium.

Figure 1: Processus de modification végétale grâce à l’Agrobacterium

Source: http://www.plantsci.cam.ac.uk/Haseloff/SITEGRAPHICS/Agrotrans.GIF

The overall advantages of using Agrobacterium-mediated transformation over other transformation methods are: reduction in transgene copy number, and intact and stable integration of the transgene (newly introduced gene) into the plant genome (Jones et al., 2005).

Documents complémentaires

  • Gelvin B. S. (2003) Agrobacterium-Mediated Plant Transformation: the Biology behind the “Gene-Jockeying” Tool. Microbiology and Molecular Biology Reviews 67(1): 16–37

Documents cités

  • Jones D.H., Doherty A, and Wu H. (2005) Review of methodologies and a protocol for the Agrobacterium-mediated transformation of wheat. Plant Methods 1: 5
  • Kumar K.K. , Maruthasalam S., Loganathan M., Sudhakar D. and Balasubramanian P. (2005) An Improved Agrobacterium-Mediated Transformation Protocol for Recalcitrant Elite Indica Rice Cultivars. Plant Molecular Biology Reporter 23: 67–73