Un consortium international, mené par l'Inra et réunissant des chercheurs en France, en Italie, en Allemagne, aux Pays Bas et en Afrique du Sud, a pu obtenir un génome du pommier de très haute qualité, en combinant les dernières technologies de séquençage de l'ADN à celles de la cartographie classique. Ce génome permet aux chercheurs d'avoir une vision sans précédent sur la composition et l'évolution du génome d'un arbre, et ouvre de nouvelles perspectives pour la création de nouvelles variétés, notamment pour réduire l'utilisation de pesticides. Ces résultats sont publiés dans Nature Genetics le 5 juin 2017.
La pomme est un des fruits les plus consommés au monde, et représente 84,6 millions de tonnes produites chaque année. Afin de pouvoir sélectionner plus efficacement les nouvelles variétés de pommier il est indispensable d'avoir accès à un génome de haute qualité. Cela permet d'effectuer des études génétiques et épigénétiques indispensables à l'identification de gènes clés impliqués par exemple dans la taille et la couleur du fruit, ou la résistance aux maladies.
En s'appuyant sur une carte génétique à haute densité de marqueurs, le génome a pu être assemblé en 17 pseudo-molécules, représentant les 17 chromosomes du pommier. D'une taille totale de 649.3 Mb assemblé en 280 fragments, ce génome comporte 42140 gènes.
Des réarrangements identifiés du génome de la pomme remontant à 21 millions d'années
Ce nouveau génome a par exemple permis aux chercheurs d'identifier des réarrangements importants qui se sont produits dans le génome de la pomme il y a environ 21 millions d'années. Ces changements pourraient être dû à l'émergence des montagnes de Tian Shan (Kazakhstan), la région d'origine de la pomme. Ces évènements géologiques et environnementaux auraient contribué à l'évolution contrastée de l'ancêtre commun du pommier et du poirier.
Des études épigénétiques pour comprendre le développement du fruit
Avec ce génome de très haute qualité, les chercheurs ont pu conduire des études épigénétiques , c'est-à-dire sur la transmission d'information indépendamment de la séquence de l'ADN. Cela leur a permis de mettre en évidence que des marques épigénétiques peuvent influencer le développement du fruit à travers l'expression différentielle des gènes.
Ce génome est un outil indispensable pour toute la communauté travaillant sur l'amélioration de la pomme, et plus largement pour acquérir des connaissances sur l'évolution et la régulation du génome. Il va également permettre d'accélérer la création de nouvelles variétés plus résistantes pour réduire l'utilisation de pesticides, pour améliorer la qualité des pommes ou encore pour adapter ces variétés aux contraintes de l'environnement et au changement climatique.
Photo: De gauche à droite un fruit de 'Golden Delicious', un fruit du double-haploïde #13 dont le génome a été séquencé, et un fruit du double-haploïde #18, génétiquement identique au #13. La différence de taille de fruits entre les deux double-haploïdes est probablement due à des différences épigénétiques identifiées autour de gènes clés impliqués dans le développement du fruit
© Inra, Jean-Marc Celton