Les plantes sont indispensables à notre survie, mais leur connaissance est longtemps restée empirique. Au recensement des quelque 400 000 espèces ont succédé la physiologie végétale puis la génomique, il y a quelques dizaines d’années. C’est cette dernière période qu’a vécue Michel Delseny : une passionnante aventure scientifique qui s’est déroulée dans les laboratoires d’Europe, d’Asie et d’Amérique, et dont le point d’orgue a été, en 2000, le premier séquençage complet du génome d’une plante : l’arabette des dames (Arabidopsis thaliana). La botanique était désormais une science « dure »…

Bien d’autres plantes, a priori plus « utiles » tels le riz, le maïs, mais aussi le fraisier ou le peuplier, ont depuis vu leur génome séquencé, offrant une riche moisson de données aux spécialistes de la botanique, de l’agronomie, de l’alimentation et de la pharmacologie. La vision moléculaire des plantes augure une véritable révolution scientifique. Au-delà, les génomes de plantes lèvent le voile sur le mystère des origines, et la façon dont les plus anciens végétaux – une algue, une mousse, puis une fougère – ont engendré le rosier, le baobab et le séquoïa géant.


Michel Delseny, spécialiste de génomique végétale, est directeur de recherche émérite au CNRS et membre de l’Académie des sciences. 

1. Couverture
2. Titre
3. Copyright
4. Préface
5. Introduction
6. Chapitre 1 - Apprentissage
   1. Un intérêt pour la biologie moléculaire des plantes
   2. La naissance de la biologie moléculaire
   3. Les avancées des années 1970
      1. Enzymes de restriction et plasmides
      2. Autres enzymes pour le génie génétique
      3. Des plasmides vecteurs pour le clonage
      4. L'hybridation moléculaire
      5. L'isolement des ARN messagers des eucaryotes
      6. Le séquençage de l'ADN
   4. Premières recherches à Perpignan
      1. La synthèse des ARN ribosomiques
      2. La synthèse de l'ADN au début de la germination
      3. Premier isolement des ARN messagers
      4. Les premiers colloques
   5. Une transition imprévue
      1. Un événement tragique
      2. Cartographie de l'ADN déterminant les ARN ribosomiques
      3. Le virus de la mosaïque du chou-fleur
      4. Le John Innes Institute
      5. Le clonage du virus de la mosaïque du chou-fleur
      6. Autres bénéfices du séjour à Norwich
7. Chapitre 2 - L'essor de la biologie moléculaire végétale
   1. Les premiers projets
      1. La mise en place des projets
      2. Clonage et séquençage de séquences répétées
      3. Les gènes d'ARN ribosomique
      4. Les gènes de protéines de réserve
      5. Les gènes des protéines de la graine sèche
   2. La biologie moléculaire végétale dans le monde
      1. L'explosion du clonage de gènes de plantes
      2. Agrobacterium tumefaciens et la naissance du génie génétique végétal
      3. Quelques colloques marquants
   3. L'immersion dans la communauté scientifique nationale et internationale
      1. Des ateliers de formation et leurs retombées
      2. Les prises de responsabilités
      3. Le laboratoire européen associé Perpignan-Barcelone
      4. L'Europe comme terrain de jeu
      5. La découverte des laboratoires américains
   4. Vers de nouveaux gènes
      1. Anoxie et alcool déshydrogénase de riz
      2. Des protéines et des gènes induits par le froid
      3. Les amylases de riz et de seigle
      4. Les protéines de transfert de lipides
   5. Vers les premières applications de la biologie moléculaire végétale
      1. Un contrat inespéré avec la Fondation Rockefeller
      2. Les travaux sur le colza et les Brassica
   6. Arabidopsis entre en scène
      1. Un peu d'histoire
      2. Le programme européen BRIDGE
      3. Un groupement de recherche sur les mutants d'insertion Arabidopsis
8. Chapitre 3 - Le séquençage du génome d'Arabidopsis
   1. Le séquençage systématique de l'ADN complémentaire
      1. Naissance du programme au CNRS
      2. Le projet scientifique
      3. L'impact du programme d'EST
   2. La préparation du séquençage du génome complet d'Arabidopsis
      1. La cartographie génétique du génome
      2. La construction de cartes physiques du génome
      3. Les premiers projets de séquençage génomique
   3. L'obtention du génome complet d'Arabidopsis thaliana
   4. Les premiers enseignements du séquençage d'Arabidopsis
      1. L'annotation des gènes et le développement de la bio-informatique
      2. Des mutants pour l'identification fonctionnelle des gènes
      3. Les principaux résultats d'une première analyse du génome
      4. Les duplications de segments chromosomiques
9. Chapitre 4 - L'après-génome d'Arabidopsis
   1. Des programmes fédérateurs et structurants d'un type nouveau
      1. Incertitudes politiques et économiques
      2. Genoplante : un programme de génomique des plantes
      3. Le programme des Genopoles
      4. Les grandes manœuvres en Languedoc-Roussillon
      5. La création de l'Agence nationale pour la recherche
   2. Quelques retombées scientifiques des programmes français
      1. Les collections de mutants d'insertion d'Arabidopsis
      2. La transcriptomique et les puces à ADN
      3. Le projet EuGene
      4. L'analyse fonctionnelle de quelques familles de gènes
      5. Les gènes indispensables à l'embryogenèse
      6. Deux autres gènes associés à la formation de la graine
      7. L'exploration de la machinerie de synthèse du ribosome
   3. Les retombées scientifiques au niveau international
      1. Des gènes impliqués dans la morphogenèse florale et la floraison
      2. Des gènes dans toutes les grandes fonctions physiologiques et développementales
   4. Vers des projets sur d'autres espèces
      1. Des gènes de colza impliqués dans le métabolisme lipidique
      2. À la découverte des gènes du manioc
      3. La génomique comparative et le projet EuDicot Map
10. Chapitre 5 - Le génome du riz et l'aventure asiatique
    1. La découverte de l'Asie
       1. Établissement de relations avec le Japon
       2. Une relation privilégiée avec Taïwan
       3. La découverte de la Chine
    2. Le décryptage du génome du riz
       1. Mise en place d'un consortium international
       2. Rebondissements politico-médiatiques
       3. Que nous apprend le séquençage du génome du riz ?
    3. L'analyse fonctionnelle du génome du riz
       1. Une collection de mutants d'insertion
       2. Des gènes différentiellement exprimés en réponse à une infection
       3. Deux gènes emblématiques
    4. Quelques gènes importants pour l'agronomie
       1. La mise à fleur
       2. La tolérance à la submersion
       3. La résistance aux pathogènes
       4. Le rendement et la qualité
    5. Le riz : un modèle pour les autres graminées
11. Chapitre 6 - Les avancées technologiques et l'explosion du séquençage génomique
    1. Les nouvelles méthodes de séquençage
       1. Le pyroséquençage et la technologie 454
       2. La technologie Illumina
       3. La technologie PacBio
       4. La technologie nanopore, le MinION
       5. L'assemblage par lecture optique
       6. Le séquençage de l'ADN méthylé
       7. L'explosion des analyses du transcriptome
    2. Le séquençage des premiers génomes de plantes
       1. Le génome du peuplier
       2. Le génome de la vigne
       3. Sorgho, maïs, etc.
    3. Une avalanche de nouveaux génomes
    4. Les laboratoires français et la détermination des génomes végétaux
    5. L'analyse de la biodiversité
    6. L'évolution des génomes de plantes
       1. L'arbre du vivant
       2. La dynamique des transposons
    7. Quelques exemples de gènes d'intérêt
       1. Les gènes de résistance aux pathogènes et aux agresseurs
       2. Les gènes responsables de la fixation symbiotique de l'azote
       3. Des gènes pour la biosynthèse de produits d'intérêt pharmacologique
12. Chapitre 7 - Défis et perspectives : que reste-t-il à apprendre ?
    1. Séquencer d'autres génomes et élucider la fonction des gènes
       1. Accumuler les séquences
       2. Élucider la fonction et la régulation des gènes
    2. Évaluer la diversité génétique et la corréler avec les phénotypes
    3. Les plantes et leur environnement biotique
       1. Plantes et pathogènes
       2. Autres interactions biotiques
    4. Les plantes et leur environnement abiotique
       1. Les stress thermiques
       2. Les stress hydriques
    5. Mise en silence des gènes et épigénétique
       1. Méthylation de l'ADN
       2. Modifications de la chromatine
13. Chapitre 8 - La génomique et l'amélioration des plantes
    1. Une brève histoire de l'amélioration des plantes
    2. La sélection assistée par marqueurs
    3. Les plantes génétiquement modifiées
       1. Les PGM dans le monde
       2. Résistance aux herbicides
       3. Résistance aux insectes
       4. Les PGM en développement
       5. Les atermoiements réglementaires en France et en Europe
       6. Des risques imaginaires, potentiels ou réels, et des solutions
    4. L'édition génomique
       1. Le principe de l'édition génomique
       2. Les premières réalisations
14. Conclusion
15. Glossaire
16. Quelques ouvrages de référence
17. Remerciements
18. Table