Source: People’s Republic of China – State Council News in French
French.china.org.cn | Mis à jour le 08. 10. 2026 | Mots clés : carte 3D,riz,cycle de viefrench.china.org.cn | 08. 10. 2026
Les scientifiques ambitionnent de créer des variétés céréalières offrant un meilleur goût et une valeur nutritionnelle accrue
Des scientifiques chinois ont mis au point le premier atlas cellulaire spatio-temporel en trois dimensions couvrant l’intégralité du cycle de vie du riz. Cet outil offre un nouvel éclairage sur la croissance et le développement du riz, tout en facilitant l’identification de gènes aux fonctions spécifiques susceptibles de soutenir une sélection de précision pour obtenir des rendements élevés et stables.
L’étude a été menée par le Laboratoire national de Yazhouwan en collaboration avec 12 institutions de premier plan, dont BGI Research, l’Université agricole de Huazhong, l’Université des sciences et technologies du Sud, l’Université de Wuhan, ainsi que l’Institut de génétique et de biologie du développement de l’Académie chinoise des sciences. Les résultats ont été publiés mardi dans la revue Cell.
La croissance et le développement du riz reposent sur la coordination de différents types de cellules. Toutefois, les scientifiques ne disposaient pas jusqu’ici d’une vision d’ensemble de la manière dont les milliers de gènes interagissent pour réguler la plante tout au long de son cycle de vie. Auparavant, les chercheurs se concentraient généralement sur des gènes isolés ou des tissus spécifiques, ce qui rendait difficile la compréhension du processus de développement dans sa globalité.
Pour combler cette lacune, l’équipe de recherche a utilisé comme modèle la variété de riz Japonica « Zhonghua 11 ». Elle a combiné plusieurs technologies pour étudier le développement du riz, notamment des méthodes permettant de localiser l’activité des gènes au sein des tissus, l’analyse à l’échelle de la cellule unique, le séquençage génétique à grande échelle et l’intelligence artificielle (IA).
L’atlas ainsi obtenu couvre 10 types majeurs d’organes et de tissus ainsi que 61 stades de développement, allant du stade embryonnaire précoce aux organes matures. Il contient 851 725 jeux de données de haute qualité relatifs à des noyaux cellulaires individuels et 347 640 unités de données spatiales. Les chercheurs ont identifié 119 types cellulaires et 133 sous-types, et ont cartographié les relations entre les différents états cellulaires au fil du développement du riz.
Cet atlas fonctionne comme une carte en trois dimensions indiquant la localisation des différents types de cellules dans les tissus et l’évolution de leur activité génique au cours du temps. Il établit un lien entre les changements au niveau moléculaire et la croissance ainsi que le développement visibles du plant de riz.
« Grâce à cette carte haute résolution, les chercheurs bénéficient d’une vision couvrant l’ensemble du cycle de vie, ce qui leur permet d’observer la coordination et les interactions entre les différentes cellules et, in fine, d’élaborer une carte complète du développement du riz », a déclaré Jia Pengfei, co-auteur correspondant de l’étude et chercheur à l’Institut de génétique et de biologie du développement.
Une découverte notable concerne l’albumen, la principale partie comestible du grain de riz. Les chercheurs ont mis en évidence une répartition claire des tâches entre les différentes zones de l’albumen en cours de développement.
Les gènes impliqués dans le métabolisme des glucides et la production d’amidon étaient plus actifs dans la région dorsale, tandis que ceux liés à la production de protéines de réserve étaient concentrés dans la région ventrale. Des expériences au cours desquelles les chercheurs ont modifié ces gènes ont par ailleurs démontré qu’il était possible d’influer directement sur l’accumulation d’amidon et de protéines dans ces deux zones.
Les chercheurs ont également découvert qu’un facteur régulateur clé pouvait remplir des fonctions différentes selon le type de cellule dans lequel il agit. Ces résultats montrent que la répartition des nutriments au sein du grain de riz est contrôlée au niveau de zones très spécifiques, révélant un système d’allocation des nutriments plus complexe qu’on ne le pensait auparavant.
Ces découvertes pourraient ouvrir la voie à une nouvelle approche de la sélection variétale du riz, visant à améliorer le goût et la valeur nutritionnelle du grain. Plutôt que de se fonder principalement sur des mesures moyennes portant sur l’ensemble du grain, les chercheurs pourraient utiliser cet atlas pour identifier et réguler des gènes à des stades de développement et dans des zones spécifiques.
Afin de rendre ces résultats accessibles pour de futures recherches, l’équipe a mis en place un atlas interactif en ligne permettant aux utilisateurs de rechercher des gènes, de visualiser leur activité au sein des tissus et de comparer différents jeux de données.
Les chercheurs ont également développé RICE scGPT, un modèle basé sur l’IA conçu pour analyser les cellules individuelles de riz. Entraîné à partir des données de l’étude ainsi que des jeux de données accessibles au public, ce modèle aide les chercheurs à identifier différents types cellulaires et à combiner des données provenant de sources variées, facilitant ainsi la comparaison et la réutilisation des jeux de données.
Selon Jia Pengfei, l’objectif ultime sera d’appliquer ces résultats à la production agricole, afin de faire progresser le secteur semencier et de renforcer la sécurité alimentaire grâce à l’innovation fondée sur les données.
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