Publication de la première transcription de tous les gènes du blé

Le blé est l’une des principales denrées alimentaires au monde. Le blé tendre étant cependant un vaste mélange hybride de trois sous-génomes séparés, il a cependant été difficile de produire une séquence de référence de bonne qualité. L’exploitation des avancées récentes en matière de séquençage permet maintenant à l’International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) de présenter dans le premier atlas comportant la transcription de l’ADN de tous les blés un génome de référence annoté avec une analyse détaillée du contenu génétique des sous-génomes et de l’organisation structurelle de tous les chromosomes.

Selon un communiqué de presse du Centre Helmholtz de Munich, en Allemagne, cette séquence constitue le « génome d’ancrage » permettant d’obtenir la diversité génétique complète du blé panifiable.

Il est indispensable de connaître la fonction des gènes – et si possible de tous les gènes - dans un organisme. L’étude de leur expression à différents moments, dans différents organes et sous différentes influences de l’environnement constitue un bon point de départ pour acquérir cette connaissance.

L’atlas comportant la transcription de l’ADN du blé est maintenant publié et montre dans quelle direction se développe la recherche, note le Centre Helmholtz.

Sous la direction du Centre John Innes de Norwich, en Angleterre, 200 scientifiques en provenance de sept pays et 17 instituts de recherche ont participé à cette étude. Les chercheurs allemands provenaient quant à eux de l’Institut Leibniz de génétique végétale et de recherche sur les plantes cultivées (IPK) de Gatersleben ainsi que du Centre Helmholtz de Munich.

Le génome complet du blé permettra d’obtenir des variétés améliorées pour répondre aux défis climatiques

Pour leur étude, les scientifiques ont analysé plus de 800°ensembles de données d’expression génétique provenant de 28°études. Ils les ont combinés avec la séquence du génome entièrement annotée pour créer un atlas comportant la transcription de l’ADN du blé. Le défi en l’occurrence ne tenait pas seulement à la taille, mais aussi à la structure particulière du génome du blé. Ce dernier est en effet polyploïde et se compose de trois génomes individuels dotés d’antécédents différents.

Les scientifiques donnent dans leur étude un aperçu très complet du paysage spatio-temporel de la transcription de l’ADN du blé polyploïde. « Pour la première fois, nous sommes à même d’assigner aux sous-génomes individuels leur part dans l’expression des caractéristiques et d’analyser l’expression des gènes à l’aide de réseaux de régulation », explique le professeur Andrea Bräutigam, qui a participé au projet à l’IPK. « Ce qui est frappant, poursuit-elle, c’est qu’il existe des différences majeures dans l’expression des gènes, en particulier aux extrémités des chromosomes, qui codent des caractéristiques agronomiques importantes. »

La condition préalable à l’étude consistait dans l’annotation exacte des séquences, laquelle s’est déroulée au Centre Helmholtz de Munich. « L’annotation des gènes et la création d’arbres généalogiques est d’une importance fondamentale pour en élucider la structure et la fonction. Il nous a été possible d’identifier précisément les loci géniques à l’aide d’algorithmes élaborés spécifiquement à cette fin », explique Daniel Lang, du Centre Helmholtz de Munich.

Le professeur Cristobal Uauy, chercheur principal de l’étude au John Innes Centre, déclare quant à lui que : « Notre compréhension des génomes a conduit à un progrès spectaculaire des pratiques de sélection et de culture pour d’autres plantes telles que le riz ou le maïs. Le génome complet du blé, d’ores et déjà accessible, ainsi que le travail de suivi permettront d’identifier les gènes du blé plus précisément et plus rapidement. Ces connaissances aideront les chercheurs et les cultivateurs à utiliser les variations alléliques du blé polyploïde afin d’améliorer des caractéristiques ciblées. »

(Helmholtz/ipk-Gatersleben/Science/wi)

En savoir plus :

Publication originale :
R. H. Ramírez-González et al. (2018) : The transcriptional landscape of polyploid wheat (« Le paysage transcriptionnel du blé polyploïde ») Science, DOI: 10.1126/science.aar6089

Site web du Centre Helmholtz, Munich, Allemagne

Site web de l'Institut Leibniz, Gatersleben, Allemagne

Site web du Centre John Inns, Norwich, R-U

Site web de The International Wheat Sequencing Consortium