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Génome du rosier - Université Angers

Institut de recherche en horticulture et semences - IRHS

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Rosier : obtention d’un génome de très haute qualité

Les chercheurs se sont focalisés sur une variété, Rosa chinensis "Old Blush"

Un consortium international emmené par une équipe angevine de l’Institut de recherche en horticulture et semences (IRHS) vient d’obtenir un génome du rosier de très haute qualité. Ceci ouvre de nouvelles perspectives en matière de création de variétés, grâce notamment à l’identification des gènes impliqués dans le nombre de pétales ou la densité des épines. Les résultats de ces recherches, mobilisant des membres de l'UA, ont été publiés dans la prestigieuse revue Nature Plants le 11 juin 2018.

Un an après avoir livré un génome du pommier, l’IRHS attire de nouveau l’attention de la communauté scientifique. Regroupant 40 chercheurs français, belges, allemands, néerlandais, russes et japonais, un consortium coordonné par Fabrice Foucher, responsable de l’équipe Génétique et diversité des plantes ornementales au sein de l’IRHS, vient de partager un génome de très haute qualité du rosier, comptant 44 481 gènes. Le résultat de recherches au long cours.

L’idée est abordée dès 2007 lors d’une réunion internationale. « Mais nous bloquions sur des obstacles techniques », se souvient Fabrice Foucher. Les progrès de la bio-informatique et des avancées dans le domaine du séquençage de l’ADN ont permis l’éclosion du projet à partir de 2012.

Latifa Hamama, Laurence Hibrand-Saint-Oyant, Fabrice Foucher, Jérémy Clotault et les autres chercheurs se sont focalisés sur une variété, Rosa chinensis "Old Blush"
Pour parvenir à ses fins, l’IRHS s’est appuyé sur la roseraie expérimentale du Campus du végétal, unique au monde par le type de croisements qu’elle accueille. Les chercheurs se sont focalisés sur une variété, Rosa chinensis 'Old Blush'. D’origine chinoise, elle a été introduite en Europe il y a trois siècles et est à l’origine d’un grand nombre de variétés modernes. Autre intérêt : elle comprend « seulement » un jeu double de chromosomes, deux lots, l’un d'origine paternelle, l’autre maternelle de 7 chromosomes chacun (soit 14, contre 70 pour certains rosiers).

Un puzzle géant

Au lieu de reconstruire les deux génomes d'origine paternelle et maternelle, les chercheurs se sont concentrés sur un génome unique, mosaïque résultant des lots paternel et maternelle. « On a obtenu 512 millions de lettres A, C, G, et T qu’il a fallu remettre dans le bon ordre », résume Fabrice Foucher, A, C, G et T représentant l’adénine, la cytosine, la guanine et la thymine.

La reconstitution du « puzzle », le séquençage, a permis de former 551 fragments, utilisant près de 95 % des lettres. En s’appuyant sur une carte génétique à haute densité de marqueurs moléculaires, ces fragments ont pu être regroupés en 7 pseudos-molécules, représentant les 7 chromosomes du rosier.

Des applications concrètes

La connaissance du matériel génétique du rosier « va nous permettre d’avancer beaucoup plus rapidement dans les recherches, et va notamment accélérer la compréhension des caractères exprimés par le rosier », explique Fabrice Foucher.

D’ores et déjà, les scientifiques ont identifié au cours de leurs travaux le gène responsable de la duplicature (qui détermine le nombre de pétales ou le fait qu’un rosier va donner des fleurs simples ou doubles) et le gène commandant la densité des épines. Avec le consortium, « nous avons développé des outils qui permettent aux sélectionneurs de savoir très rapidement, à partir d’une extraction d’ADN, si le rosier qu’ils viennent de créer donnera des fleurs simples ou doubles », explique Laurence Hibrand-Saint-Oyant, ingénieure de recherche cosignataire de la publication dans Nature Plants.

Vers des variétés plus résistantes aux maladies

Les chercheurs angevins s’emploient aujourd’hui à identifier les gènes impliqués dans la résistance aux maladies, en particulier les taches noires du rosier. Objectif : permettre la création de variétés plus résistantes, et réduire ainsi l’utilisation de pesticides.

Une autre étude est en cours, en lien avec l’obtention de ce génome de haute qualité. Menée par Jérémy Clotault, maître de conférences à l’Université d'Angers, également cosignataire de la publication, elle vise à comprendre comment sont classés les rosiers sauvages (environ 150 espèces dans le monde) et, au-delà, à comprendre l’évolution génétique des rosiers. Là aussi, les recherches pourraient permettre d’identifier de nouvelles sources de résistance aux maladies.

 

« En parfaite connexion avec le territoire »

Les travaux du consortium sont « en parfaite connexion avec le territoire fortement impliqué dans la production horticole », rappelle Jean-Pierre Renou, directeur de l’IRHS.
La région des Pays de la Loire est la première région productrice de rosiers de jardin. Le projet a bénéficié d’un fort soutien financier de du Conseil régional, mais aussi de l’Agence nationale de la recherche (ANR), du programme RFI Objectif Végétal et de l’Inra.

 

Angers Télé a consacré un reportage à ces recherches. À revoir ici (à partir de 4'30'') :

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Leader de la recherche sur le rosier

À Angers, 60 personnes de l’unité IRHS qui réunit des généticiens, bio-informaticiens, botanistes et écophysiologistes de l’Inra, de l’Université d’Angers et d’Agrocampus Ouest, concentrent l’essentiel de leurs travaux sur :

  • la caractérisation et l’exploitation de la diversité génétique du genre Rosa
     
  • l’étude du déterminisme génétique et environnemental des caractères ornementaux d’intérêt, comme la remontée de floraison, l’architecture du buisson ou la résistance aux maladies.

 

Une publication en accès libre

L’article scientifique présentant les résultats des recherches menées par le consortium a été publié dès janvier dans la revue bioRxiv dédiée à la biologie, avant d’avoir les honneurs de la revue Nature Plants, le 11 juin 2018. À chaque fois en accès libre. « Nous voulions que ce travail financé par de l’argent public soit accessible à l’ensemble de la communauté », a indiqué Fabrice Foucher, coordinateur du consortium international.

L’article de Nature Plants est disponible ici :
https://www.nature.com/articles/s41477-018-0166-1