Comprendre la régénération des plantes au niveau moléculaire est essentiel aux progrès de la transformation génétique et de l’édition du génome. Des études antérieures ont souligné l’importance de la méthylation de l’ADN chez les organismes modèles, mais les mécanismes spécifiques aux plantes ligneuses comme le peuplier hybride restent largement inexplorés. En raison de ces enjeux, il est essentiel de mener des recherches approfondies sur les mécanismes de régénération des arbres.
Le Laboratoire clé d’État de génétique et de sélection des arbres de l’Université forestière de Nanjing a mené une nouvelle étude, publié dans Recherche horticole le 24 janvier 2024. Cette recherche a porté sur la méthylation de l’ADN spécifique d’un allèle et l’expression des gènes au cours de l’organogenèse des pousses dans la culture de tissus de peuplier hybride, révélant une dynamique épigénétique significative.
En utilisant un peuplier hybride inter-espèces (Populus alba × P. glandulosa cv. 84 K), l’équipe de recherche a méticuleusement étudié le paysage de la méthylation de l’ADN au cours de l’organogenèse des pousses de novo. Ils ont découvert une diminution marquée des niveaux de méthylation de l’ADN à l’échelle du génome au cours des phases de régénération directe et indirecte des pousses.
L’étude a notamment identifié que les gènes non exprimés étaient hyperméthylés par rapport aux gènes exprimés, 75 % des gènes présentant une corrélation négative entre la méthylation de l’ADN dans le contexte CG et l’expression des gènes. L’analyse a également souligné la stabilité des régions de méthylation de l’ADN (ASMR) spécifiques aux allèles et leur déplacement limité au cours du processus de régénération.
Ces résultats suggèrent que la régulation épigénétique du peuplier hybride est relativement indépendante au sein de ses deux sous-génomes, influencée par des variations génomiques et épigénomiques agissant en cis.
Le Dr Liang-Jiao Xue, chercheur principal, a fait remarquer : « Notre étude révèle le rôle important de la méthylation de l’ADN spécifique d’un allèle dans la régulation de l’expression des gènes au cours de la régénération des plantes. Cette information est cruciale pour améliorer les techniques de culture tissulaire et l’efficacité de la transformation génétique dans les plantes ligneuses. « .
Les résultats de cette étude ont de profondes implications pour la foresterie et l’agriculture. En élucidant les mécanismes épigénétiques du peuplier hybride, les chercheurs peuvent améliorer les méthodes de culture de tissus, conduisant ainsi à une sélection plus efficace et à une amélioration génétique des arbres.
Cette recherche ouvre de nouvelles possibilités pour tirer parti des modifications épigénétiques afin d’améliorer les capacités de régénération des espèces d’arbres récalcitrantes, contribuant ainsi à des pratiques forestières durables et à une production accrue de biomasse.
Plus d’information:
Ying Guo et al, Méthylation de l’ADN spécifique de l’allèle et expression génique au cours de l’organogenèse des pousses dans la culture tissulaire du peuplier hybride, Recherche horticole (2024). DOI : 10.1093/hr/uhae027