Le chêne pédonculé révèle la séquence de son génome

Arbre emblématique, le chêne pédonculé (Quercus robur) fait partie de la section botanique la plus importante du genre Quercus : les chênes blancschênes blancs. On en dénombre 200 espèces présentes à la fois en Europe, en Asie et en Amérique. Grâce à un consortium piloté par l'Inra de Bordeaux-Aquitaine, en partenariat avec le Centre national de séquençageséquençage du CEA (Commissariat à l'énergieénergie atomique et aux énergies alternatives) appelé Génoscope, le génomegénome du chêne pédonculé vient d'être séquencé.

Trois années de travaux ont permis de décrypter l'ensemble de l'information génétique portée par ses 12 paires de chromosomeschromosomes. Le consortium a caractérisé 50.000 gènesgènes et estimé que la moitié des 1,5 milliard de paires de base du génome était constituée d'éléments répétés. C'est la première réalisation pour une espèce du genre Quercus, qui occupe une place importante au plan économique, écologique, mais aussi culturel dans de nombreux pays.

Le séquençage du génome du chêne pédonculé constitue une porteporte d'entrée unique pour analyser et comprendre la fonction des gènes de cet arbre emblématique. Son génome aura ainsi valeur de référence pour les autres espèces de chênes blancs, mais également pour des espèces plus éloignées de la famille des Fagacées (châtaignier ou hêtre). Il permettra d'étudier la régulation interne des espèces très longévives (qui vivent longtemps) exposées à de forte variations climatiques annuellesannuelles, voire à des événements extrêmes au cours de leur vie.

Ces recherches faciliteront également l'identification des gènes impliqués dans l'adaptation à l'environnement ou dans les relations symbiotiques entre leurs racines et les champignons mycorhiziens (comme le mycélium de la truffe). Elles permettront aussi l'identification des gènes responsables de la biosynthèse des extractibles du bois, tels que les taninstanins et le whisky-lactone, qui confèrent leur saveur et leur goût aux vins et alcoolsalcools. Sur le plan de l'évolution, la séquence du génome du chêne permet d'ores et déjà aux chercheurs d'analyser plus finement les processus d'adaptation locale et de spéciationspéciation qui expliquent la diversité de ces arbres qui ont colonisé des milieux très diversifiés.

Comment un arbre à longue durée de vie s’adapte-t-il aux évolutions de son environnement ? © Jim Linwood, Flickr, CC by 2.0

Comprendre l'évolution des forêts

Ces travaux font l'objet d'un premier article publié dans la revue Molecular Ecology Resources, accessible en libre accès. Ils constituent une avancée majeure dans la connaissance de la biologie, de la génétiquegénétique et de l'évolution des arbres, qui sera largement valorisée dans les recherches à venir portant sur la structure et le fonctionnement du génome de ces espèces pérennes. Au-delà de la connaissance académique, ces recherches ouvrent des perspectives dans des domaines plus appliqués, en réponse aux multiples questions sociétales portant sur l'évolution des forêts.

Conformément aux accords internationauxaccords internationaux des Bermudes (1998) et de Fort Lauderdale (2003), ainsi qu'à la déclaration de Toronto (2009), les données du séquençage du génome du chêne sont mises librement à disposition de la communauté scientifique (www.oakgenome.fr) avant la publication de l'article scientifique finalisé par le consortium, prévue dans les prochains mois.

Ce séquençage, l'assemblage et l'annotation du génome du chêne constitue un résultat du projet GENOAK (Séquençage du génome du chêne et identification de gènes d'intérêt adaptatifs chez les arbres forestiers). Un projet initié en octobre 2011 et cofinancé par l'agence nationale de la Recherche pour quatre ans qui rassemble plusieurs équipes de recherche de l'Inra ainsi que le Génoscope du CEA.