VinUni prévoit de séquencer 1 000 génomes de riz vietnamiens pour favoriser la sélection de variétés adaptées au climat

Une cartographie génétique de la diversité du riz vietnamien

Le Big Data Research Institute de l’université VinUni (VIBD) a présenté VN1K-RICE, un projet visant à séquencer le génome complet de 1 000 échantillons de riz vietnamiens, en commençant par une collection de base de 150 échantillons. Les chercheurs prévoient de croiser les informations génétiques avec des évaluations menées dans trois régions écologiques afin de repérer les variétés adaptées à la sécheresse, aux sols salins, à la chaleur et aux inondations, tout en étudiant la qualité des grains et les émissions de gaz à effet de serre.

Présenté lors du Symposium international sur les applications des technologies génétiques en agriculture, SAGA 2026, le projet s’inscrit dans le programme de recherche AgriOmics-AI du VIBD pour la période 2026-2030. Parmi les résultats attendus figurent une base de données de génomes du riz, des génomes de référence de haute qualité pour les variétés traditionnelles vietnamiennes et des informations sur l’activité des gènes.

La recherche associe deux types de données : ce qui est inscrit dans l’ADN d’une plante et les performances réelles de celle-ci. Les mettre en relation pourrait aider les sélectionneurs à choisir des ressources utiles parmi les collections vietnamiennes de riz traditionnel et sauvage, notamment des plantes présentant des caractères précieux pour l’agriculture dans des conditions difficiles.

Le professeur Vu Ha Van, directeur scientifique du VIBD, dirige VN1K-RICE. Le professeur Robert Henry, directeur fondateur de la Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation de l’université du Queensland, en Australie, et maître de conférences associé à VinUni, codirige le projet.

Pourquoi commencer avec 150 échantillons ?

Les 150 premiers échantillons représentent 15 % de la collection prévue, qui en comptera 1 000. Les chercheurs commenceront par ce groupe de base avant d’étendre le séquençage. La sélection couvre le riz de plaine irriguée, le riz de montagne, les zones côtières salines et les terres touchées par les inondations dues aux marées, ainsi que des échantillons de riz sauvage.

Ces milieux sont importants, car les plants de riz y subissent des contraintes différentes. Une variété cultivée dans une zone côtière saline peut présenter des caractéristiques utiles différentes de celles du riz de montagne. L’échantillonnage dans ces milieux permet aux chercheurs d’étudier une plus grande partie de la diversité rizicole du Vietnam.

Le projet portera sur le génome entier, c’est-à-dire l’ensemble des instructions génétiques contenues dans l’ADN de chaque échantillon. Les différences entre ces instructions contribuent à façonner des caractéristiques comme l’arôme des grains, leur caractère collant, la résistance aux maladies et la tolérance aux stress environnementaux.

Le séquençage de 1 000 échantillons constitue l’objectif du projet. Les travaux débuteront par la plus petite collection de base, ce qui permettra d’étendre la recherche à partir d’un groupe initial défini, plutôt que de traiter toute la collection comme une première étape unique.

Intégrer les collections de riz conservées à la recherche

Les collections de riz traditionnel et sauvage du Vietnam sont conservées par plusieurs institutions, notamment le Plant Resources Center, le Cuu Long Delta Rice Research Institute, l’université de Can Tho et l’université nationale d’agriculture du Vietnam. Elles préservent des ressources que les scientifiques peuvent étudier et utiliser dans les programmes de sélection.

La plupart de ces variétés de riz n’ont pas fait l’objet d’un séquençage complet du génome. Le Vietnam ne dispose pas non plus d’infrastructures nationales de données génomiques, ce qui limite la capacité des chercheurs à repérer les différences génétiques utiles et à les étudier dans plusieurs collections.

VN1K-RICE vise à relier ces ressources conservées à des données que les chercheurs pourront analyser et partager. Un échantillon de graines conservé pourra ainsi être étudié à partir d’une séquence d’ADN et de mesures des caractéristiques de la plante. Il sera alors plus facile de rechercher des ressources prometteuses, comme un riz qui associe une bonne qualité de grain à une tolérance au sel.

Le projet est élaboré avec des institutions nationales détentrices de ressources génétiques et des partenaires internationaux. Ses objectifs de sélection s’inscrivent également dans la stratégie de développement du secteur rizicole vietnamien à l’horizon 2030, avec une vision pour 2050, notamment en matière de qualité, d’adaptation au climat et de réduction des émissions.

Le communiqué officiel de VinUniversity cite les quatre institutions qui détiennent les collections, confirme la collaboration avec des détenteurs nationaux de ressources génétiques et des partenaires internationaux, et relie les infrastructures nationales de données génomiques prévues pour le projet à cette stratégie. Il mentionne également la participation de ministères, d’instituts de recherche, d’universités et de représentants locaux de tout le Vietnam, ainsi que d’experts internationaux.

L’importance des génomes de référence vietnamiens

Un génome de référence est une séquence génétique détaillée qui sert de base de comparaison. Les chercheurs comparent d’autres génomes de riz à cette référence afin de repérer les différences et d’étudier celles qui pourraient être associées à des caractéristiques utiles.

VN1K-RICE prévoit de créer des génomes de référence spécifiques aux variétés traditionnelles vietnamiennes. Des références proches des plantes étudiées peuvent aider les chercheurs à analyser plus précisément les ressources génétiques locales et à repérer les régions qui méritent d’être examinées.

Robert Henry, codirecteur du projet et directeur fondateur de la Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, a expliqué pourquoi l’équipe souhaite disposer de références représentatives de la diversité locale. Dans des propos traduits du vietnamien, il a déclaré :

Un seul génome ne peut représenter toute la diversité génétique d’une espèce. Les scientifiques ont besoin de génomes de référence étroitement apparentés aux ressources étudiées.

Pour les sélectionneurs vietnamiens, l’avantage concret serait de disposer d’un cadre de comparaison fondé sur des variétés de riz plus proches de leurs propres ressources de recherche. Les génomes de référence prévus et la collection plus vaste de 1 000 séquences répondent à des objectifs complémentaires : fournir des références détaillées pour les comparaisons et dresser un inventaire plus large des différences entre les échantillons.

Vérifier sur le terrain ce que révèle l’ADN

L’équipe prévoit de croiser les séquences génomiques avec des évaluations des caractéristiques du riz dans trois régions écologiques. Les mesures porteront sur la qualité alimentaire, la nutrition, les stress environnementaux, la résistance aux maladies et les émissions de gaz à effet de serre pendant la culture.

Pour évaluer la qualité des grains, les chercheurs étudieront leur caractère collant et leur arôme, ainsi que leur teneur en micronutriments et en protéines. Pour les conditions de culture, ils mesureront la tolérance à la sécheresse, à la salinité, à la chaleur et aux inondations. La résistance aux maladies courantes du riz fera également partie des travaux prévus.

Un caractère est simplement une caractéristique observable ou mesurable. En comparant les caractères aux différences d’ADN dans l’ensemble de la collection, les scientifiques pourront rechercher des régions génétiques associées à un résultat particulier, comme une meilleure tolérance au sel ou un arôme distinctif.

Les mesures de terrain sont essentielles à ce processus. Elles relient une séquence génétique aux performances qui intéressent les sélectionneurs : la croissance d’une plante soumise au stress, les caractéristiques de ses grains et la quantité de gaz à effet de serre émise pendant la culture.

L’étude des émissions ajoute un objectif de sélection aux côtés de la qualité des grains et de la résilience. Les chercheurs comptent étudier les régions génétiques susceptibles de contribuer à la baisse des émissions en examinant les liens entre l’ADN et les mesures effectuées pendant la culture.

Comment les données génétiques pourraient orienter la sélection

Les sélectionneurs pourraient utiliser les résultats du projet pour repérer les différences d’ADN utiles avant de choisir les plants à croiser. Par exemple, une variété traditionnelle présentant une forte tolérance au sel pourrait fournir des ressources génétiques pour développer un riz adapté aux terres salines.

Une variété appréciée pour son arôme ou la qualité particulière de ses grains pourrait fournir des ressources pour améliorer les variétés déjà cultivées. L’analyse de l’ADN aiderait les chercheurs à repérer les plantes présentant les caractéristiques qu’ils souhaitent étudier, en complément du travail de sélection et d’évaluation mené au fil des générations.

Le projet vise également à développer des lignées quasi isogéniques. Il s’agit de lignées de riz ayant un patrimoine génétique presque identique, mais qui diffèrent dans une région cible particulière. Leur comparaison aide les chercheurs à tester le rôle de cette région tout en conservant une grande partie du patrimoine génétique de la plante.

Ces lignées offrent un moyen plus ciblé d’étudier un gène prometteur. Si des plantes ayant des patrimoines génétiques très proches présentent des différences pour un caractère mesuré, les scientifiques peuvent examiner plus précisément la région cible et évaluer son intérêt pour la sélection.

Les marqueurs ADN constituent une autre application prévue. Un marqueur est une caractéristique identifiable d’une séquence d’ADN que les chercheurs peuvent suivre. Les marqueurs peuvent faciliter l’identification, la sélection et la vérification de variétés de riz présentant des caractéristiques utiles, et rendre la base de données génomiques utile au-delà du séquençage initial.

Des outils d’IA et une base de données à partager

L’intelligence artificielle aidera à traiter le grand volume de données génétiques, à rechercher des liens entre les gènes et les caractères, à prédire les fonctions des gènes et à repérer des pistes de recherche prometteuses. L’objectif est de transformer les séquences en informations qui guideront les expériences et les décisions de sélection ultérieures.

Le communiqué officiel précise que des modèles de langage génomiques seront utilisés pour annoter les gènes et prédire le phénotype à partir des séquences, c’est-à-dire identifier les fonctions des gènes et prévoir les caractéristiques des plantes à partir de leurs séquences génétiques.

Le projet prévoit également de produire des données sur l’activité des gènes. Les séquences du génome enregistrent les instructions génétiques ; les données sur l’activité des gènes aident les chercheurs à étudier la manière dont ces instructions sont mises en œuvre. En réunissant ces types d’informations, les scientifiques disposeront de nouveaux moyens d’étudier les caractéristiques mesurées chez les plants de riz.

Selon la proposition de projet décrite dans le communiqué, les résultats prévus comprennent des données génomiques pour 1 000 variétés de riz, un génome de référence de haute qualité pour le riz traditionnel et des données transcriptomiques, ou RNA-seq, pour faciliter l’annotation des gènes. Ces données seront associées à des données sur les caractéristiques des plantes et leur environnement dans une base nationale de polymorphismes mononucléotidiques, ou SNP. Les chercheurs utiliseront cette ressource pour répertorier les régions génétiques et les gènes candidats associés à la qualité des grains, à la tolérance au stress et à la faiblesse des émissions.

Le VIBD prévoit de mettre la base de données génomiques et les outils d’IA à la disposition de la communauté scientifique. Cet accès partagé permettrait à d’autres équipes d’utiliser la collection, de comparer leurs résultats et de prolonger les travaux avec des ressources supplémentaires.

Vu Ha Van, directeur scientifique du VIBD et scientifique à la tête de VN1K-RICE, a expliqué cet objectif de collaboration. Dans des propos traduits du vietnamien, il a déclaré :

Un génome de référence ou une base de données de SNP n’a de véritable valeur que si de nombreuses équipes de recherche l’utilisent et l’enrichissent. C’est pourquoi nous développons VN1K-RICE avec des institutions vietnamiennes détentrices de ressources génétiques et des partenaires internationaux.

Les SNP sont des différences observées à des positions individuelles d’une séquence d’ADN. Une base de données de ces différences fournit aux chercheurs des points de comparaison identifiables entre les plantes, ce qui les aide à étudier la diversité et à suivre les caractéristiques génétiques associées à certains caractères.

Qu’est-il prévu d’ici à 2030 ?

AgriOmics-AI, le programme plus vaste auquel appartient VN1K-RICE, couvre la période 2026-2030. Il associe la génomique et l’IA pour étudier, préserver et valoriser les ressources génétiques indigènes du Vietnam dans les cultures, l’élevage, l’aquaculture et les micro-organismes bénéfiques.

Dans le cadre de ce programme, VN1K-RICE suit un calendrier de travail défini : commencer par 150 échantillons de riz de base, tendre vers 1 000, créer des génomes de référence et relier les données génétiques aux caractéristiques mesurées. Les résultats attendus comprennent la collection de séquences, les génomes de référence et les données sur l’activité des gènes.

Le communiqué ne précise ni date d’achèvement du projet sur le riz, ni date d’ouverture de la base de données, ni calendrier de mise sur le marché de nouvelles variétés. Il ne fournit pas non plus de calendrier de publication des données sur l’activité des gènes ou des outils d’IA. Les travaux immédiats portent sur la mise au point d’outils de recherche et la production de données probantes utilisables par les programmes de sélection.

Pour l’agriculture, les bénéfices attendus sont une sélection plus éclairée des ressources rizicoles : repérer les variétés tolérant le sel, préserver des caractéristiques appréciées des grains et étudier les moyens de réduire les émissions. Les progrès dépendront de la mise en relation des résultats génétiques avec les performances des plantes évaluées dans le cadre du projet.

Points clés

• Le VIBD de VinUni prévoit de séquencer 1 000 échantillons de riz vietnamiens, en commençant par 150, soit 15 % de l’objectif.
• La collection couvre plusieurs milieux de culture et comprend du riz sauvage.
• Les chercheurs créeront des génomes de référence pour le riz traditionnel vietnamien et évalueront les caractéristiques des plantes dans trois régions écologiques.
• Les mesures porteront notamment sur la qualité des grains, la nutrition, la tolérance au stress, la résistance aux maladies et les émissions de gaz à effet de serre.
• Les outils prévus comprennent une base de données génomiques accessible, des outils d’IA, des marqueurs ADN et des lignées de riz permettant d’étudier des régions génétiques ciblées.
• Les données prévues comprennent des informations RNA-seq sur l’activité des gènes et une base nationale de SNP associant données génétiques, caractéristiques des plantes et informations environnementales ; aucun calendrier de publication des données, de la base ou des outils d’IA n’est précisé.
• VN1K-RICE s’inscrit dans le programme AgriOmics-AI pour la période 2026-2030.