La vigne est la quatrième plante dont le génome est entièrement décrypté, après l'arabette, le riz et le peuplier. Le projet de caractérisation du génome de la vigne a été engagé en 2005 grâce à un accord de coopération scientifique entre les ministères de l'Agriculture français et italien. Il est coordonné par l'INRA en lien avec le Génoscope et le CRA (conseil pour la recherche et l'expérimentation en agriculture) italien.
La publication de la séquence du génome de la vigne est à la fois un résultat important en lui-même, et le point de départ pour une caractérisation détaillée de la fonction des gènes de cette plante. Ceci est crucial pour une meilleure compréhension de la variabilité génétique naturelle et de ses liens avec la variation des phénotypes, mais aussi pour la réalisation de projets appliqués, concernant par exemple la sélection ou la création de variétés de vigne résistantes aux maladies. Ces applications devraient contribuer à la réduction, aujourd'hui nécessaire, de l'utilisation des pesticides et au développement d'une viticulture durable.
Une lignée de vigne obtenue à l'INRA de Colmar, il y a une dizaine d'années, par une série d'autofécondations successives à partir du Pinot Noir, a été sélectionnée pour le projet. Ce choix a permis l'obtention d'une séquence de très haute qualité d'environ 480 millions de paires de bases, qui a révélé quelques-uns des secrets de la constitution du génome de la vigne. Le séquençage a démarré en décembre 2005. Le Genoscope (Paris, France), l'IGA (Udine, Italie) et le CRIBI (Padoue, Italie) ont produit au total plus de 6 millions de fragments séquencés et les ressources et compétences de l'ensemble des partenaires (dont le Genoscope et l'INRA pour la France) ont été mobilisées pour analyser la séquence assemblée obtenue.
Des résultats majeurs pour comprendre l'évolution des plantes
L'analyse comparée du génome de la vigne avec ceux de l'arabette, du riz et du peuplier a ainsi révélé que l'organisation du génome de la vigne était la plus proche de celle de l'espèce ancestrale dont toutes ces plantes ont dérivé au cours de leur évolution. Ceci a permis de déduire une organisation possible du génome de l'ancêtre de toutes les plantes dicotylédones. Il apparaît que des phénomènes de duplication totale du génome sont à la base de cette radiation. Cet ancêtre possédait un contenu génétique provenant de trois génomes indépendants, un résultat que l'analyse des premiers génomes de plantes n'avait pas permis d'obtenir.
Vers une meilleure compréhension des caractéristiques aromatiques des vins
Un autre résultat majeur de cette analyse est l'existence chez la vigne de grandes familles de gènes intervenant dans les caractéristiques aromatiques du vin. C'est le cas, par exemple, des gènes codant pour l'enzyme Stilbène Synthase, qui permet la synthèse du resveratrol, un composé qui a été associé à des bénéfices pour la santé en cas de consommation modérée de vin.
Le même type de résultats a été obtenu à partir de la séquence du génome pour des gènes intervenant dans la synthèse de terpènes et de tanins, qui sont des constituants majeurs des arômes, des résines et des huiles essentielles.
L'ensemble de ces résultats est entièrement disponible pour les scientifiques de tous pays par l'intermédiaire de bases de données publiques. Le consortium public franco-italien a permis l'accès à la séquence de la vigne, depuis octobre 2006, par l'intermédiaire de plusieurs sites web* qui ont déjà été utilisés fréquemment par les chercheurs.
Ce projet est financé par le ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, le Consortium National de Recherche en Génomique, l'Agence Nationale de la Recherche, l'INRA, et par le ministère italien de la politique agricole et des forêts (VIGNA-CRA), Friuli Venezia Giulia (région Frioule-Venetie) et un consortium d'entreprises privées et de banques (IGA).
* Le consortium public franco-italien a permis l'accès à la séquence de la vigne depuis octobre 2006 par l'intermédiaire des sites suivants : http://www.genoscope.cns.fr/vitis ou http://www.vitisgenome.it/ ou http://www.appliedgenomics.org
Référence :
“The grapevine genome sequence suggests ancestral hexaploidization in major angiosperm phyla”
Nature advance online publication 26 August 2007 | doi:10.1038/nature06148
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html
Olivier Jaillon1*, Jean-Marc Aury1*, Benjamin Noel1, Alberto Policriti2,3, Christian Clepet4, Alberto Casagrande2,5, Nathalie Choisne1,4, Sébastien Aubourg4, Nicola Vitulo6,15, Claire Jubin1, Alessandro Vezzi6,15, Fabrice Legeai7, Philippe Hugueney8, Corinne Dasilva1, David Horner9,15, Erica Mica9,15, Delphine Jublot4, Julie Poulain1, Clémence Bruyère4, Alain Billault1, Béatrice Segurens1, Michel Gouyvenoux1, Edgardo Ugarte1, Federica Cattonaro2, Véronique Anthouard1, Virginie Vico1, Cristian Del Fabbro2,3,Michaël Alaux7, Gabriele Di Gaspero2,5,Vincent Dumas8,Nicoletta Felice2,5, Sophie Paillard4, Irena Juman2,5, Marco Moroldo4, Simone Scalabrin2,3, Aurélie Canaguier4, Isabelle Le Clainche4, Giorgio Malacrida6,15, Eléonore Durand7, Graziano Pesole10,11,15,Valérie Laucou12, Philippe Chatelet13, Didier Merdinoglu8, Massimo Delledonne14,16, Mario Pezzotti15,16, Alain Lecharny4, Claude Scarpelli1, François Artiguenave1, M. Enrico Pè9,16, Giorgio Valle6,16, Michele Morgante2,5, Michel Caboche4, Anne-Françoise Adam-Blondon4, Jean Weissenbach1, Francis Quétier1 & Patrick Wincker1
1 Genoscope and CNRS UMR 8030, 2 rue Gaston Crémieux, BP5706, 91057 Evry, France;
2 Istituto di Genomica Applicata, Parco Scientifico e Tecnologico di Udine, Via Linussio 51, 33100 Udine, Italy;
3 Dipartimento di Matematica ed Informatica, Universita degli Studi di Udine, via delle Scienze 208, 33100 Udine, Italy
4 URGV, UMR INRA 1165, CNRS-UEVE Génomique Végétale, 2 rue Gaston Crémieux, BP5708, 91057 Evry cedex, France;
5 Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali, Universita degli Studi di Udine, via delle Scienze 208, 33100 Udine, Italy;
6 CRIBI, Universita degli Studi di Padova, viale G. Colombo 3, 35121 Padova, Italy
7 URGI, UR1164 Génomique Info, 523, Place des Terrasses, 91034 Evry Cedex, France;
8 UMR INRA 1131, Université de Strasbourg, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, 28 rue de Herrlisheim, BP20507, 68021 Colmar, France;
9 Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie, Universita degli Studi di Milano, via Celoria 26, 20133 Milano, Italy;
10 Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare, Universita` degli Studi di Bari, via Orabona 4, 70125 Bari, Italy;
11 Istituto Tecnologie Biomediche, Consiglio Nazionale delle Ricerche, via Amendola 122/D, 70125 Bari, Italy;
12 UMR INRA 1097, IRD-Montpellier SupAgro-Univ. Montpellier II, Diversité et Adaptation des Plantes Cultivées, 2 Place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 1, France
13 UMR INRA 1098, IRD-Montpellier SupAgro-CIRAD, Développement et Amélioration des Plantes, 2 Place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 1, France
14 Dipartimento Scientifico e Tecnologico, Universita degli Studi di Verona Strada Le Grazie 15 – Ca Vignal, 37134 Verona, Italy;
15 Dipartimento di Scienze, Tecnologie e Mercati della Vite e del Vino, Universita degli Studi di Verona, via della Pieve, 70 37029 S. Floriano (VR), Italy;
16 VIGNA-CRA Initiative; Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Biologia Molecolare delle Piante, c/o Universita degli Studi di Siena, via Banchi di Sotto 55, 53100 Siena, Italy.
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