Le raisin est l’une des cultures les plus importantes au monde, produisant du vin, du jus, des raisins secs et d’autres produits.
Mais ils sont également vulnérables aux ravageurs, aux maladies et aux stress environnementaux, comme la sécheresse et la salinité.
Pour améliorer la résilience et l’adaptabilité des cépages, les chercheurs recherchent de nouvelles sources de diversité génétique chez leurs parents sauvages.
Un super-pangénome de raisins sauvages d’Amérique du Nord
Les raisins sauvages d’Amérique du Nord sont désormais moins mystérieux après qu’une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Université de Californie à Davis a décodé et catalogué la diversité génétique de neuf espèces de cette précieuse culture viticole.
Les chercheurs ont séquencé, assemblé et annoté les génomes de neuf espèces de raisins sauvages, qui ont été progressivement et échafaudés à l’échelle des chromosomes.
Ils ont ensuite généré un super-pangénome impartial de référence en utilisant des méthodes d’alignement du génome entier par paire, révélant l’étendue de la diversité génomique parmi les espèces de raisins sauvages, de la séquence au niveau génétique.
Le super-pangénome est une représentation complète de la variation génétique au sein et entre les espèces de raisins sauvages, capturant à la fois les allèles communs et rares.
Il évalue également avec précision la similitude des hybrides avec leurs parents, ainsi que les relations évolutives entre les espèces.
Le super-pangénome comprend des variantes alléliques connues dans la région déterminant le sexe et pour les locus de résistance à la maladie de Pierce, qui sont importants pour la sélection du raisin.
Le potentiel des raisins sauvages pour l’amélioration des cultures
Le super-pangénome est non seulement une ressource précieuse pour comprendre la biologie et l’évolution des raisins sauvages, mais également un outil puissant pour identifier les gènes et les caractères susceptibles d’améliorer les performances et la qualité des raisins cultivés.
À l’aide d’une analyse d’association à l’échelle du pangénome, les chercheurs ont démontré l’utilité du super-pangénome en cartographiant efficacement les lectures courtes d’échantillons à l’échelle du genre et en identifiant les loci associés à la tolérance au sel dans les populations naturelles de raisins.
La tolérance au sel est une caractéristique cruciale pour la culture du raisin, car la salinité peut réduire la croissance des plantes, le rendement et la qualité des fruits.
Les chercheurs ont découvert que la tolérance au sel dans les raisins sauvages est associée à des gènes impliqués dans le transport des ions, l’ajustement osmotique et la réponse au stress.
Ces gènes pourraient être utilisés pour améliorer la tolérance au sel des raisins domestiqués, ce qui pourrait les aider à faire face au changement climatique et à la pénurie d’eau.
Le super-pangénome des raisins sauvages d’Amérique du Nord constitue une étape importante dans le domaine de la génomique et de la sélection du raisin, car il révèle la base génétique des traits adaptatifs de parents sauvages et accélère potentiellement l’amélioration des cultures.
Les chercheurs espèrent que leurs travaux inspireront des efforts similaires pour d’autres cultures et leurs espèces sauvages apparentées, ce qui pourrait nous aider à garantir un avenir durable et énergétiquement propre.
Les défis et opportunités de la génomique du raisin
La génomique du raisin est un domaine difficile, car les raisins ont une structure génomique complexe, avec une hétérozygotie, une polyploïdie et une variation structurelle élevées.
De plus, les raisins ont une longue durée de génération et un génome de grande taille, ce qui rend la sélection et le séquençage difficiles.
Cependant, les progrès des technologies de séquençage et de la bioinformatique ont permis aux chercheurs de surmonter certains de ces défis et de générer des assemblages et des annotations génomiques de haute qualité pour plusieurs espèces et cépages.
La génomique du raisin offre également de nombreuses opportunités pour améliorer la qualité et la productivité du raisin, ainsi que pour comprendre l’évolution et la domestication de cette culture.
En comparant les génomes des raisins sauvages et cultivés, les chercheurs peuvent identifier les gènes et les mutations responsables des différences phénotypiques et de l’adaptation aux différents environnements et à la sélection humaine.
En analysant la diversité génétique et la structure de la population du raisin, les chercheurs peuvent également retracer l’origine et la migration des cépages ainsi que leurs relations avec d’autres cultures.
L’avenir de la sélection et de la recherche du raisin
Le super-pangénome des raisins sauvages d’Amérique du Nord est une ressource précieuse pour la sélection et la recherche des raisins, car il fournit une vision complète et précise de la variation génétique au sein et entre les espèces de raisins sauvages.
Cela permet également la découverte de nouveaux gènes et allèles susceptibles d’améliorer les caractères d’intérêt pour la culture du raisin, tels que la résistance aux maladies, la tolérance au stress et la qualité des fruits.
Le super-pangénome peut également faciliter le développement de nouvelles stratégies et outils de sélection, tels que la sélection génomique, l’édition génétique et la sélection assistée par marqueurs.
Le super-pangénome n’est pas la fin de l’histoire, mais plutôt le début d’une nouvelle ère de génomique et de sélection du raisin.
Les chercheurs prévoient d’étendre le super-pangénome en ajoutant davantage de génomes de raisins sauvages et cultivés provenant de différentes régions et origines, ainsi qu’en intégrant d’autres types de données génomiques, telles que la transcriptomique, l’épigénomique et la métabolomique.
L’objectif ultime est de créer un pangénome complet et dynamique du raisin, capable de capturer tout le spectre de la diversité et de l’évolution du raisin, et de fournir un outil puissant pour améliorer la culture du raisin et ses produits.
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