Des génomes de blé multiples révèlent une variation à l’échelle mondiale dans le cadre des programmes d’amélioration modernes

Le blé fournit 20 % des protéines et 20 % des calories nécessaires à l’alimentation de la population mondiale. Le blé est donc un aliment de base au même titre que le riz. La similitude entre ces deux céréales s’arrête toutefois là. En effet, la complexité de leur génome diffère grandement. Tous les gènes du riz sont regroupés en un même génome comprenant 400 millions de nucléotides. Bien que cela puisse sembler élevé, le génome du riz est en fait 40 fois plus petit que celui du blé panifiable, qui en compte 16 000 millions. En plus de sa grande taille, le génome du blé comprend une grande quantité de séquences répétitives, ce qui contribue à complexifier la tâche que représente le décodage et la compréhension de sa séquence d’ADN primaire. La séquence génomique du riz a été publiée en 2002, alors que la première séquence de blé, celle de la lignée Chinese Spring, n’a été publiée qu’en 2018. Une séquence de référence est une ressource utile et nécessaire, mais elle ne représente pas la variabilité génétique qui existe au sein de l’espèce. Souvent, il faut effectuer un séquençage de l’ADN d’autres lignées pour acquérir cette compréhension. La profondeur de séquençage et les assemblages résultants déterminent l’information potentielle qui peut être tirée. Nous avons produit des assemblages de grande qualité au niveau du chromosome pour dix lignées de blé additionnelles ainsi que cinq assemblages de niveau légèrement inférieur. La première séquence génomique du blé a été publiée 16 ans après celle du riz, mais dix autres séquences du blé ont été publiées en seulement deux ans par la suite. La nature exhaustive de cette information nous permet de comprendre la variation au niveau des gènes, en plus de nous montrer comment les sélectionneurs ont façonné le bagage génétique de cette plante offrant un aliment de base. Par exemple, cette information a été essentielle pour l’identification et l’isolement du gène Sm1 qui est largement utilisé dans l’Ouest canadien pour conférer une résistance à la cécidomyie orangée du blé, insecte qui peut ravager les cultures de blé. Les sélectionneurs repèrent régulièrement des gènes utiles chez des plantes sauvages apparentées, qu’ils intègrent chez le blé. La résolution élevée qu’offrent les séquences produites dans le cadre du projet 10+ Wheat Genome (http://www.10wheatgenomes.com/), présentées ici, a permis l’identification de régions chromosomiques entières qui ont été introduites chez le blé à partir de tels parents sauvages, ainsi que le catalogage complet des segments et de leur origine. Cela a été possible uniquement grâce à la résolution et à la qualité élevée des assemblages de séquences fournis. De nombreuses maladies humaines comme l’Alzheimer, l’autisme, la maladie de Crohn et le Parkinson ont été associées aux variants du « nombre de copies » et de « présence-absence ». La même chose s’applique aux végétaux; de nombreux caractères sont donc le résultat de ces types de variation génétique. Pour analyser de telles variations, un assemblage de grande qualité constitue un prérequis; la recherche ici présentée atteint cet objectif et fournit les ressources requises pour analyser le rôle d’une grande variété de variations génétiques et pour associer ces variations à des caractères importants comme le rendement, la qualité du grain et la résistance aux facteurs de stress biotiques et abiotiques.