Research Article

Improving seed oil and protein content in Brassicaceae: some new genetic insights from Arabidopsis thaliana

Améliorer le contenu en huile et en protéines des brassicacées : de nouvelles perspectives génétiques

¹ Institut Jean-Pierre Bourgin, INRA, AgroParisTech, CNRS, Université Paris-Saclay, 78000 Versailles, France
² Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes, INRA, Agrocampus Ouest, Univ. Rennes, 35650 Le Rheu, France

^* Correspondance: philippe.guerche@inra.fr

Received: 8 June 2018
Accepted: 23 August 2018

Abstract

Western Europe oleoproteaginous species like rapeseed mainly accumulate oil and protein in their seeds. To become competitive with soybean, seed protein quantity and quality should be improved in rapeseed. The negative correlation existing between seed protein and oil content apparently prevents the possibility to increase protein content without affecting oil content. Exploration of natural and induced genetic variability in the model plant Arabidopsis thaliana allows the identification of several genotypes impaired in this negative correlation. Different genetic approaches have been undertaken in order to isolate genetic factors responsible for the tight control of seed oil and protein homeostasis and this negative correlation. Once isolated in this model plant, such genetic determinants will be identified in important crops such as rapeseed or other oilseed crops in order to manipulate both components independently and thus produce on purposed seeds. In the long term, this research will help breed new varieties that could contribute to reduce Europe’s dependence on US soybean import.

Résumé

Les espèces oléoprotéagineuses d’Europe de l’Ouest comme le colza accumulent principalement de l’huile et des protéines dans leurs graines. Il est nécessaire d’améliorer la quantité et la qualité des protéines des graines de colza afin que son tourteau puisse concurrencer celui du soja. Cependant, la corrélation négative existant entre les teneurs en protéines et en huile des graines représente un obstacle pour augmenter la teneur en protéines sans affecter la teneur en huile. L’exploration de la variabilité génétique naturelle et induite chez la plante modèle Arabidopsis thaliana permet d’identifier plusieurs génotypes altérés dans cette corrélation négative. Différentes approches ont été entreprises afin d’isoler les facteurs génétiques responsables du contrôle de l’homéostasie entre l’huile et les protéines des graines et de cette corrélation négative. Une fois isolés chez cette plante modèle, ces déterminants génétiques seront identifiés chez des espèces agronomiques telles que le colza ou d’autres oléagineux afin de manipuler les deux composants de manière indépendante et de produire ainsi des variétés adaptées aux différents besoins. À long terme, ce type de recherche permettra de sélectionner de nouvelles variétés qui pourraient contribuer à réduire la dépendance de l’Europe à l’égard des importations de soja américain.