N. benthamiane est une espèce de plante herbacée de la solanacées famille indigène d'Australie. Il s'agit d'une espèce halotétraploïde (2N=4X=38, 3,13 Gb) qui résulte d'une ancienne hybridation il y a environ 10 millions d'années, impliquant très probablement le Nicotiana sections Sylvestres et Noctiflore. De nos jours N. benthamiana est l'espèce végétale préférée pour l'agriculture moléculaire, car elle est particulièrement bien adaptée à la production de protéines recombinantes en bioconfinement. Cela est dû à sa permissivité à la propagation de vecteurs d'expression transitoires et à la forte accumulation de produits recombinants, comme récemment mis en évidence avec le cas du ZMapp, un cocktail d'anticorps utilisé lors de l'épidémie d'Ebola de 2015.
Un facteur important dans le succès de N. benthamiana est que l'accession utilisée pour l'agriculture moléculaire contient une insertion naturelle dans le gène de l'ARN polymérase 1 ARN-dépendante, Rdr1, ce qui conduit à un niveau réduit de silençage génique. C'est un excellent exemple de la façon dont un trait spécifique de N. benthamiana peut être exploité pour améliorer l'hôte en tant que châssis d'expression et fournit une excellente justification pour le projet Newcotiana.
Le tabac cultivé est une plante herbacée annuelle appartenant à la famille des solanacées. N. tabacum est une plante allotétraploïde (2N=4X=48, 5.06 Gb), qui résulte de l'hybridation interspécifique de N. sylvestris et N. tomentosiformis ancêtres il y a environ 0,2 million d'années.
L'histoire de la culture du tabac en Europe remonte au XVIe siècle, se concentrant initialement sur ses attributs ornementaux et médicinaux, et ce n'est qu'au cours du XXe siècle que sa culture s'est étendue pour couvrir les usages du tabac. La culture traditionnelle du tabac est en déclin en Europe, principalement en raison de la réduction de la consommation de tabac à fumer et de produits dérivés. De 1989 à 2014, la production de tabac de l'UE-15 a diminué de 70%. En 2007, la culture a été complètement arrêtée dans trois États membres (Autriche, Belgique et Chypre). La tendance s'est poursuivie ces dernières années, et la baisse moyenne de la superficie totale cultivée dans l'UE entre 2006 et 2014 est de 11%, certains pays étant particulièrement touchés comme la Grèce 22% et la Bulgarie 36%. Le tabac est actuellement cultivé dans 12 pays de l'UE ; les principaux producteurs sont l'Italie, la Bulgarie, la Grèce, l'Espagne et la Pologne, représentant environ 85% de la superficie totale cultivée dans l'UE. En 2014, la culture du tabac dans l'UE représentait à peine 90 886 ha et impliquait 54 470 producteurs spécialisés, principalement situés dans les zones rurales pauvres, ce qui fait du déclin un problème aux implications sociales. Des efforts ont été faits dans le passé pour trouver des utilisations alternatives pour le tabac, principalement basées sur son utilisation comme culture bioénergétique en combinaison avec la valorisation de produits endogènes, mais jusqu'à présent, ces approches n'ont pas été commercialement viables. Les perspectives se sont dégradées avec la récente baisse des prix des combustibles fossiles. Par conséquent, la création d'une bio-usine compétitive de « Newcotiana » pour des produits non-fumeurs de grande valeur qui aide à préserver les emplois dans les zones de culture traditionnelle du tabac a de fortes implications sociales.
Le tabac est actuellement l'un des « châssis » les plus appropriés pour être utilisé comme large plate-forme d'agriculture moléculaire pour plusieurs raisons, notamment : (i) une grande polyvalence métabolique ; (ii) la facilité de culture et le rendement élevé ; (iii) la disponibilité d'outils génétiques pour la manipulation des caractères ; (iv) l'aptitude aux nouvelles techniques de sélection végétale; (v) le statut non alimentaire, qui minimise la possibilité de contamination de l'approvisionnement alimentaire par des produits industriels désignés ; (vi) risques négligeables de croisement avec des parents sauvages indigènes dans l'UE.
