Genetic load and transgenic mitigating genes in transgenic Brassica rapa (field mustard) × Brassica napus (oilseed rape) hybrid populations

Contexte : L’une des explications théoriques pour la relative piètre performance des hybrides transgéniques Brassica rapa (mauvaise herbe) x Brassica napus (culture) est que l’hybridation apporte une charge génétique négative. Par conséquent, chez les hybrides, la charge génétique pourrait éclipser les avantages liés à l’augmentation de la valeur adaptative que procurent les transgènes et constituer le facteur limitant dans la persistance de l’hybride transgénique. Nous avons analysé deux types de charge génétique dans la présente étude : une charge génétique aléatoire ou de liaison et une charge génétique incorporée directement à l’aide d’une stratégie destinée à réduire la persistance du transgène (transgenic mitigation [TM] en anglais). Pour mesurer les effets d’une charge génétique aléatoire, nous avons corrélé la productivité de l’hybride (rendement en graines et biomasse) avec des marqueurs génomiques AFLP spécifiques à la culture et à la mauvaise herbe. Cette partie de l’étude avait pour but de déterminer si oui ou non les hybrides transgéniques mauvaise herbe x culture possédant plus de gènes de la culture sont moins compétitifs que les hybrides contenant moins de gènes de la culture. Nous avons déterminé les effets d’une incorporation directe de la charge génétique (stratégie de TM) à l’aide des données de persistance du transgène. Nous proposons des stratégies de TM pour réduire la persistance du transgène en cas de flux génique et d’introgression subséquente du transgène chez un hôte sauvage. Résultats : En l’absence d’une compétition interspécifique, les hybrides transgéniques mauvaise herbe x culture tiraient avantage d’avoir un plus grand nombre d’allèles spécifiques à la culture. Il y avait une corrélation positive entre la performance et le nombre de marqueurs AFLP spécifiques à la culture de B. napus (rendement en graines vs nombre de marqueurs [r = 0,54, P = 0,0003] et biomasse sèche végétative vs nombre de marqueurs [r = 0,44, P = 0,005]). Toutefois, dans le cadre d’une compétition interspécifique avec le blé ou dans des conditions où les mauvaises herbes étaient en plus grande quantité (c. à d. dans une situation où des plantes hybrides poussaient comme resemis spontanés dans des systèmes culturaux subséquents), il y avait une corrélation positive entre le nombre de marqueurs AFLP spécifiques à B. rapa et le rendement en graines (r = 0,70, P = 0,0001), mais il n’y avait pas de corrélation avec la biomasse végétative. Lorsque la charge génétique était incorporée directement dans le génome de l’hybride par l’insertion d’un gène de nanisme destiné à réduire sa valeur adaptative, ce qui favorisait la culture, mais nuisait à la mauvaise herbe (une mesure de réduction de la persistance du transgène), il y avait une réduction très importante du nombre de descendants hybrides transgéniques dans la population. Conclusion : Les effets de la charge génétique d’une culture et la présence d’allèles de mauvaise herbe pourraient être avantageux dans certaines conditions environnementales. Toutefois, lorsque la charge génétique était directement incorporée dans un transgène conçu pour être moins persistant, on observait une réduction significative du nombre d’hybrides transgéniques et de leur persistance dans un contexte où le génome de la mauvaise herbe était prépondérant.