Populus pruinosa est une espèce relique qui survit dans les environnements désertiques difficiles de l’ouest de la Chine et de l’Asie centrale. Alors que le réchauffement climatique et la désertification s’intensifient, il est crucial de comprendre les mécanismes génétiques à l’origine de son adaptation écologique. Les ressources génomiques précédentes étaient insuffisantes pour des études approfondies. Compte tenu de ces défis, il est nécessaire de mener des recherches approfondies pour découvrir les bases génétiques de l’adaptabilité et de la survie de P. pruinosa dans des conditions extrêmes.
Des chercheurs de l’Université Tarim et de l’Université South-Central Minzu ont publié un étude sur P. pruinosa dans la revue Recherche horticole le 6 février 2024. Cette étude présente le premier génome de l’espèce à l’échelle chromosomique, révélant des informations essentielles sur son évolution adaptative aux environnements désertiques extrêmes. Cette analyse génomique complète constitue une base pour les futures études écologiques et génétiques.
L’étude a réussi à assembler et à annoter le génome au niveau des chromosomes de P. pruinosa, en utilisant une combinaison des technologies de séquençage Illumina, PacBio et Hi-C. L’analyse a révélé que les gènes dupliqués en tandem et les familles de gènes élargies chez P. pruinosa contribuent de manière significative à son adaptabilité à une salinité élevée et à la sécheresse.
Les rétrotransposons à répétition terminale longue (LTR-RT) insérés dans les régions du corps génétique ont été identifiés comme moteurs de l’évolution adaptative, facilitant la différenciation des espèces dans les environnements désertiques salins-alcalis.
Le reséquençage du génome entier d’individus de diverses populations a révélé une différenciation génétique entre les populations du nord et du sud des monts Tianshan, due aux précipitations. Des gènes clés, tels que la protéine 2 interagissant avec MAG2 (MIP2) et la protéine du domaine SET 25 (SDG25), jouent un rôle crucial dans cette adaptation.
De plus, des gènes tels que RCI2A et ERD4 sont co-régulés en cas de stress salin et de sécheresse, améliorant ainsi la tolérance de l’espèce aux conditions extrêmes.
Le Dr Zhihua Wu, co-auteur de l’étude, a déclaré : « Cette recherche marque une étape importante dans notre compréhension de P. pruinosa. En dévoilant les mécanismes génétiques derrière son adaptation aux environnements désertiques difficiles, nous pouvons mieux apprécier la résilience de cette espèce. Ces connaissances font non seulement progresser notre compréhension scientifique, mais recèlent également des applications potentielles dans la conservation écologique et le développement de variétés végétales résilientes.
Les résultats de l’étude ont des implications significatives pour la conservation écologique et la recherche génétique. Comprendre les bases génétiques de l’adaptabilité de P. pruinosa peut orienter les stratégies de conservation de cette espèce et de son habitat. Ces connaissances peuvent également améliorer la résilience génétique d’autres plantes confrontées à des stress similaires.
L’analyse génomique complète constitue une ressource précieuse pour les recherches futures sur l’évolution adaptative et la différenciation des espèces dans des environnements extrêmes.
Plus d’information:
Jianhao Sun et al, Le génome à l’échelle des chromosomes et la génomique des populations révèlent l’évolution adaptative de Populus pruinosa à l’environnement de désertification, Recherche horticole (2024). DOI : 10.1093/hr/uhae034