Les scientifiques franchissent une étape importante : le génome complet de la vigne est séquencé avec succès

Dans le cadre d'une initiative de recherche novatrice en Espagne, des scientifiques du CSIC et de l'université de Valence ont réussi à cartographier les versions du génome de la vigne, en identifiant plus particulièrement les gènes liés au stress causé par les ravageurs et la sécheresse. Cet exploit remarquable devrait ouvrir la voie au développement de futurs vignobles résistants à la menace imminente du changement climatique, une préoccupation majeure pour l'industrie vinicole mondiale.

Un projet international

La recherche, un projet de collaboration internationale, a bénéficié de la participation active de l'Institut de biologie intégrative des systèmes (I2SysBio), un centre commun au CSIC et à l'université de Valence. Les chercheurs ont réussi à compléter les versions 4 et 5 du génome de référence de la vigne (vitis vinifera). Ces versions contiennent une myriade de gènes liés au stress induit par les parasites, au stress de la sécheresse, et même des gènes essentiels à la qualité aromatique des fruits.

Les informations précieuses recueillies dans le cadre de ce projet devraient ouvrir une nouvelle ère de vignobles capables de résister à l'adversité provoquée par les changements climatiques mondiaux, ce qui est essentiel pour préserver l'avenir de l'industrie vinicole. Leurs conclusions ont été publiées dans des revues réputées telles que Horticulture Research et G3 Genes|Genomes|Genetics.

S'appuyer sur les découvertes précédentes

Bien que le séquençage initial de la vigne ait été réalisé en 2007, il a été jugé incomplet, laissant de nombreuses régions inexplorées. Une grande partie de ces fragments de génome, aujourd'hui assemblés avec succès, correspond aux régions centromériques et télomériques (situées au centre et à l'extrémité des chromosomes). La complexité de ces régions, remplies de séquences répétitives, les rendait auparavant difficiles à lire et à déchiffrer.

Avoir accès à un génome entièrement réalisé revient à déverrouiller le plan génétique complet d'une espèce. Forts de ces nouvelles connaissances, les chercheurs peuvent approfondir la fonction de chaque gène, en les associant à des caractéristiques essentielles pour l'industrie du vin, et en exploitant les outils de la biologie informatique. Ces progrès génétiques, associés aux méthodes traditionnelles de sélection, contribueront de manière significative à l'évolution des vignobles de demain.

Techniques raffinées et connaissances génétiques

La quatrième version du génome a révélé des détails intrigants sur la lignée de la culture PN40024 utilisée. Alors que l'on pensait à l'origine qu'il s'agissait d'un dérivé du pinot noir, une analyse génomique ultérieure l'a identifié comme étant la variété Helfensteiner, issue d'un croisement entre le pinot noir et le Schiava Grossa. En outre, la cinquième version du génome peut proclamer en toute confiance un séquençage complet du génome de la vigne.

La technologie employée repose sur le "séquençage à longue lecture", une méthode de séquençage de l'ADN capable de cartographier des fragments d'ADN beaucoup plus longs que les techniques traditionnelles de séquençage à courte lecture. La quatrième version a utilisé la technologie standard de séquençage long PacBio, tandis que la cinquième a utilisé la technologie haute fidélité, ou HiFi. Les lectures HiFi, obtenues par séquençage par consensus circulaire sur les systèmes PacBio à lecture longue, offrent une résolution exceptionnelle, avec une précision impressionnante de 99,9 % pour la lecture d'une seule molécule.

Coût du projet Grapedia et perspectives d'avenir

Les deux projets scientifiques ont été menés sous l'égide du projet Cost Grapedia, une base de données fédérative proposée comme une plateforme en libre accès conçue pour relever les défis associés à l'accès et à l'utilisation des données génétiques, omiques et phénotypiques relatives à la vigne. L'initiative est dirigée par José Tomás Matus, chercheur du Programme Ramón y Cajal de l'Université de Valence et de I2SysBio (CSIC - UV), et est généreusement financée par le Bureau européen des coûts (Coopération dans le domaine de la science et de la technologie).