Aller vers des forêts de pins plus durables
Le genre des conifères, qui inclut des arbres comme le pin, l'épicéa et le sapin, joue un rôle très important dans la régulation de la dynamique des forêts et du climat en Europe. Les conifères ont un impact majeur sur la santé des écosystèmes, en plus d'avoir une grande importance économique grâce à leurs produits ligneux et non-ligneux. Le projet PROCOGEN (Promoting a functional and comparative understanding of the conifer genome - implementing applied aspects for more productive and adapted forests), financé par l'UE, a effectué des recherches génomiques sur les conifères pour améliorer la sélection des arbres et la gestion des forêts. Pour atteindre ses objectifs, le projet a réuni des chercheurs, des universitaires et des industriels européens et nord-américains au sein d'une même équipe pluridisciplinaire. Cette équipe a travaillé sur l'organisation du génome, le génotypage des conifères et l'identification des gènes qui régissent certaines caractéristiques clés liées à la croissance et à l'adaptation aux changements environnementaux, ainsi qu'aux bénéfices écologiques et économiques. Les outils et les essais génomiques les plus récents ont été utilisés sur le matériau génétique collecté, avec un accent sur quatre espèces européennes: le pin maritime, le pin sylvestre, l'épicéa de Norvège et l'épinette de Sitka. Des progrès inédits ont été réalisés dans différents domaines de recherche fondamentale, comme la génomique structurelle des génomes de grandes plantes complexes, fournissant de nouveaux génomes de pin de référence, la variabilité du génome basée sur la découverte d'un polymorphisme à nucléotide simple (SNP) et un vaste catalogue de gènes impliqués dans les réponses adaptatives et productives. L'analyse fonctionnelle a fourni des informations non seulement sur le contrôle génétique des caractéristiques adaptatives et productives, mais aussi sur le rôle potentiel de mécanismes épigénétiques dans le contrôle moléculaire de la plasticité phénotypique, qui est une question essentielle pour développer la résilience face au changement climatique. Une analyse comparative a permis d'étudier la macro-synténie et la micro-synténie d'espèces de conifères à différents niveaux. Les informations ainsi obtenues ont un impact non seulement sur la connaissance de leur évolution par comparaison avec les angiospermes, mais aussi sur le développement de l'utilisation des outils génomiques pour d'autres espèces de conifères. Les impacts en génomique translationnelle, basée sur des modèles de sélection à objectifs multiples et des études de cas, sont essentiels pour sélectionner les résultats de base à appliquer en sélection assistée par marquage moléculaire et en gestion des ressources en conifères. Des outils de pré-sélection (c'est-à-dire des essais de génotypage pour la reconstruction de généalogie), des approches de capture de l'exome et de génotypage par séquençage (GBS) pour le génotypage SNP à haut débit ont été utilisés pour évaluer la diversité génomique sur la région de répartition de l'espèce et redéfinir des collections de référence. L'impact en bioinformatique a été principalement associé aux nouveaux développements requis par l'analyse de ces grands génomes complexes. Parmi les autres activités clés, on peut citer l'étude des méthodologies existantes et l'évaluation des paramètres de population clés, les études de preuve de concept sur la faisabilité d'une sélection génomique pour des espèces de conifères modèles en Europe ou le développement d'outils de simulation et leur application à une série de scénarios de sélection typologique. Des environnements conviviaux hautement intégrés permettent de fournir les données à la communauté scientifique et au grand public. Une fois la recherche terminée, l'équipe de projet a publié les résultats et ouvert des perspectives pour d'autres recherches à venir. Elle a proposé des stratégies pour améliorer la productivité et l'adaptation des forêts au changement climatique, contribuant ainsi à un paradigme plus soutenable pour les forêts européennes. Cette recherche peut être utile pour les forêts se situant dans les frontières de l'UE et au-delà (par exemple en Russie, en Nouvelle-Zélande, au Japon et en Amérique), et faire progresser la durabilité et la lutte contre le changement climatique à l'échelle mondiale.
Mots‑clés
Pin, conifère, PROCOGEN, génome, gestion des forêts, génomique
