L'un des objectifs de la recherche agronomique est de faire exprimer de l'hétérosis dans le plus grand nombre d'espèces végétales. L'hétérosis désignant le croisement de deux lignées donnant une descendance (appelée hybride) dotée de performances supérieures à celles du meilleur parent. Ces performances sont d’autant plus importantes que les parents sont éloignés génétiquement.
Contrôler la pollinisation
Pour réaliser un hybride, il est nécessaire d'avoir un contrôle de la pollinisation afin d'éviter les autofécondations qui diminue l’hétérosis. En effet, pour une production de semences d'une variété hybride à grande échelle, il faut disposer d'une lignée mâle et d'une lignée femelle. Pour obtenir la lignée femelle, il faut castrer la plante. Or la castration manuelle ou mécanique (pratiquée par exemple chez le maïs) ou chimique (pratiquée chez le blé) n'est pas toujours facile ou possible.
Du principe de stérilité mâle
Depuis une vingtaine d'années, les producteurs de semences ont développé un système de contrôle de la pollinisation : la stérilité mâle. Elle peut être induite par différentes méthodes utilisant les connaissances de la génétique et de la transgénèse.
Différents mécanismes de stérilité de type génétique ou cytoplasmique ont été découverts chez les plantes. Ils se manifestent par une absence d'anthères (organes producteurs de pollen), des anthères vides ou du pollen non viable. Elle se manifeste quand un gène de stérilité récessif est à l'état homozygote (rr) dans un cytoplasme stérilisant S que l'on oppose au cytoplasme normal N.
Dans la mesure où l'objectif pour la plante hybride est la production de graines, il convient de restaurer la fertilité de la plante femelle. C'est le parent mâle de l'hybride qui aura cette fonction par l'intermédiaire de son pollen.
L'exemple du colza hybride
Jusqu'à présent, les tentatives visant à mettre au point une méthode d'hybridation du colza par les moyens classiques ont en partie échoué, en raison des difficultés pour restaurer la fertilité.
Le colza transgénique hybride MS8xRF3 est dérivé d'un nouveau système d’hybridation faisant intervenir deux lignées parentales transgéniques. La première se caractérise par la stérilité mâle (MS8), la seconde par le rétablissement de la fertilité (RF3).
La stérilité mâle de la première lignée résulte de l'introduction d'un gène bactérien, codant pour une ribonucléase (la barnase), qui est synthétisée au niveau d'une couche précise de cellules des anthères. Cette enzyme stoppe le développement du pollen en entravant la synthèse d'ARN. Dans la deuxième lignée parentale a été intégré un gène bactérien barstar, codant pour une enzyme inhibant la barnase.
Le croisement de ces deux lignées donnant des hybrides fertiles à 100 %, permettant ainsi la production de semences.
L'obtention de variétés hybrides de diverses espèces (blé, tomate, etc.) par cette voie pourrait résoudre les problèmes rencontrés dans la recherche de stérilité mâle par voie mécanique ou chimique.
