Un châtaignier d’Amérique (au premier plan). Crédit : American Chestnut Foundation
Les arbres indigènes s’adaptent aux conditions climatiques et environnementales de leur région pour survivre. Des chercheurs du College of Natural Resources and Environment, en collaboration avec l’American Chestnut Foundation, ont confirmé ce fait en examinant le génome des châtaigniers américains échantillonnés dans toute la chaîne de montagnes des Appalaches et en regroupant les échantillons en fonction de leur région environnementale spécifique.
La recherche, publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences journal, a le potentiel d’aider la fondation à restaurer la population de châtaigniers américains et à adapter l’élevage au changement climatique.
« Pour comprendre l’adaptation locale historique au climat, nous avons séquencé les génomes de nombreuses pousses de souches de châtaigniers sauvages et identifié les relations entre le génome de ces différents endroits et l’environnement de ces endroits », a déclaré Jason Holliday, professeur au Département des ressources forestières et de la conservation de l’environnement.
L’équipe a découvert, sans surprise, selon Holliday, une grande adaptation génétique des châtaigniers à différents environnements. Ensuite, les membres de l’équipe ont divisé la région des Appalaches en trois zones en fonction des adaptations similaires des arbres indigènes : un groupe au nord, un au centre et un troisième au sud.
Au début du XXe siècle, le châtaignier américain a été décimé par une maladie fongique, tuant des milliards d’arbres et altérant le cycle de vie de l’espèce originaire de la région des Appalaches. En raison des infections chroniques causées par la maladie, l’espèce est incapable de se reproduire, de migrer ou d’évoluer en réponse au changement climatique.
L’American Chestnut Foundation a passé les 40 dernières années à créer une espèce génétiquement modifiée et résistante au mildiou, mais la diversité adaptative n’a pas été une priorité jusqu’à présent.
« Le programme de sélection de l’American Chestnut Foundation a utilisé du pollen provenant de divers endroits de la chaîne. La question est donc de savoir s’ils ont capturé la diversité adaptative présente dans la chaîne sauvage du châtaignier américain d’une manière qui leur permettrait de développer des familles bien adaptées à des emplacements de plantation spécifiques », a déclaré Holliday.
Grâce à un logiciel d’apprentissage profond, les chercheurs ont pu prédire les origines géographiques d’une séquence génomique particulière en entraînant ce modèle à l’aide d’arbres dont les origines étaient connues. Les résultats ont montré que la fondation faisait du bon travail en produisant des arbres dotés d’une diversité adaptative, même s’il faut veiller à ne pas perdre cette diversité par une sélection supplémentaire pour la résistance au mildiou.
À l’avenir, ces informations, en plus de fournir des orientations pour la collecte et la conservation d’une plus grande partie de cette diversité dans les trois régions établies par l’étude, peuvent aider la fondation à restaurer des familles spécifiques de châtaigniers américains résistants au mildiou en fonction des régions dans lesquelles leur génome correspond le mieux.
Alex Sandercock, auteur principal de cet article, était doctorant dans le programme de génétique, bioinformatique et biologie computationnelle pendant l’étude et chercheur diplômé de l’Institut de technologie critique et des sciences appliquées.
Jared Westbrook, co-auteur de l’étude et directeur scientifique de l’American Chestnut Foundation, a déclaré que le travail de Sandercock a permis d’établir des objectifs réalisables quant au nombre de châtaigniers américains à conserver dans chacune des trois populations régionales.
« Nous avons appris que l’American Chestnut Foundation a encore du travail à faire pour conserver les arbres de la population américaine la plus au sud, qui est particulièrement importante à conserver car elle est la plus diversifiée génétiquement et elle est susceptible d’être la mieux adaptée aux climats plus chauds du futur », a déclaré Westbrook.
Plus d’information:
Alexander M. Sandercock et al., Une stratégie guidée par le génome pour la résilience climatique dans les populations de châtaigniers d’Amérique restaurées, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2403505121
Fourni par Virginia Tech
Citation: Une étude du génome informe sur la restauration du châtaignier d’Amérique (2024, 19 juillet) récupéré le 20 juillet 2024 à partir de
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