Qu'est ce que Tos17 ?
Les rétrotransposons Ty1-copia appartiennent à la classe des rétroéléments à longues répétitions terminales (LTR), qui transposent selon un mécanisme de copier/coller via un intermédiaire ARN et forment la fraction majoritaire des régions intergéniques chez les plantes supérieures (Bennetzen 2000). Tos17 est un élément ty1-copia du riz qui appartient à une famille de 32 membres , et dont 5 membres ont été trouvés actifs (Tos10, 17, 19, 25 et 27) (Hirochika et al. 1996, Hirochika 2001).

Tos17 est le membre le plus actif de cette famille et existe en un faible nombre de copies dans le génome du riz (1 à 10 selon les variétés) du fait que sa transposition est strictement régulée au niveau transcriptionnel en conditions naturelles de culture. Lors de la dédifférenciation cellulaire liée à la culture de tissus, l'activation de l'élément est induite et résulte en un accroissement du nombre de copies fonction de la durée de culture in vitro (Hirochika et al. 1996, Hirochika 2001). Après la régénération des plantes l'activation est inhibée et les nouvelles copies de l'élément sont héritées de façon stable aux descendances.

En raison de ces caractéristiques favorables, Tos17 a été utilisé pour la mutagenèse insertionnelle de la céréale modèle (Hirochika 2001). La variété Nipponbare, qui a été sélectionnée comme le cultivar standard par l'international rice genome sequencing project (IRGSP,2005) porte seulement deux copies par genome haploïde localisées sur les chromosomes 7 et 10 et une moyenne de 10 copies transposées de Tos17 dispersées sur l'ensemble du génome est observée de façon typique à partir de plantes régénérées à partir de cultures de cals de 5 mois. Une collection de 51 625 lignées régénérées de riz portant 510 000 insertions ont été produites au National Institute for Agrobiological Sciences (NIAS) au Japon (Miyao et al. 2003). 20 000 insertions ont déjà été caractérisées par le séquençage des régions génomiques adjacentes aux nouveaux sites d'intégrations de Tos17, permettant de rechercher directement une insertion dans un gène favori pour en étudier la fonction.

Quel est l'état d'avancement de la mutagenèse insertionnelle chez le riz ?
Les collections de lignées d'insertion constituent une des ressources les plus nécessaires pour découvrir et valider la fonction des gènes au travers de stratégies de génétique directe et inverse. Les systèmes d'éléments transposables du maïs Ac/Ds et En/Sp, le rétrotransposon endogène Tos17 et l'ADN-T sont les principaux mutagènes insertionnels chez le riz. La mutagenèse ponctuelle ou de délétion a également été développée en association avec le TILLING pour rechercher des lésions dans des gènes ? Un effort important de coordination des initiatives nationales de mutagenèse (Corée, Australie, Japon, Chine, Taiwan, Singapour, USA , Philippines, France) a été lancé au travers d'un consortium international sur la génomique fonctionnelle du riz et un projet international de criblage de ces collections pour des caractères associés avec la tolérance à a été mandatée par le Generation Challenge Program. La collection de lignées d'insertion produite dans le cadre du programme Genoplante, qui est rendue accessible à la communauté internationale avec la disponibilité des grains est reconnue comme un contributeur majeur dans ce réseau international. Comme pour Arabidopsis il est cependant vraisemblable que la plupart des échanges auront lieu sur la base de l'indexation par les séquences de régions flanquantes (FST). Ceci est renforcé par les réglementations internationales de quarantaine et de biosécurité qui régissent les échanges internationaux de semences de riz.

A la différence de la communauté Arabidopsis qui bénéficie à présent d'une couverture du génome entier par des sites d'insertion avec environ 300 000 FST publiques la communauté riz qui a à faire avec un génome quatre fois plus important (même si les 3 mutagènes insertionnels ont été montrés comme ayant une préférence d'insertion dans les régions riches en gènes) a encore besoin de plus de sites d'insertion caractérisés, que l'on estime aujourd'hui à 100 000 FST pour 200 000 lignées produites. Pour faciliter une recherche par génétique inverse un navigateur base sur GGB qui contient toutes les données publiques de FST a été développé (Droc et al. 2006).

Bibliographie

• Bennetzen JL (2000) Plant Mol Biol 42:251-269
• Hirochika H. (2001) Curr Opin Plant Biol , 4:118-122
• Hirochika H et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci USA, 93 : 7783- 7788
• Miyao A et al. (2003) Plant Cell, 15, 1771-1780
• Sallaud C et al. (2004) Plant J. 39, 450-464
• IRGSP (2005) Nature, 436 :793-800