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Rosier : obtention d’un génome de très haute qualité, un outil précieux pour la création variétale

Rosier Old blush
© N. Mansion
Un consortium international regroupant 40 scientifiques, coordonné par l’IRHS et réunissant des chercheurs en France (Inra, Agrocampus Ouest, Université d’Angers), en Allemagne (Leibniz Universität Hannover), aux Pays Bas (Wageningen University & Research), en Belgique (ILVO Instituut voor Landbouw), en Russie (Russian State Agrarian University) et au Japon (Osaka Institute of Technology) a pu obtenir un génome du rosier de très haute qualité, en combinant les dernières technologies de séquençage de l’ADN à celles de la cartographie classique. Ce génome permet aux chercheurs d’avoir une nouvelle vision sur la composition et l’évolution du génome du rosier, et ouvre de nouvelles perspectives pour la création de nouvelles variétés, notamment avec l’identification de gènes impliqués dans le nombre de pétales et la densité des épines. Ces résultats sont publiés dans Nature Plants le 11 juin 2018.

Le rosier est la plante d'ornement la plus importante du monde pour sa valeur économique, culturelle et symbolique. Les rosiers sont cultivés dans le monde entier et vendus comme rosiers de jardin, fleurs coupées et potées fleuries.

Afin de pouvoir mieux étudier les caractères importants et pouvoir aider les professionnels à sélectionner plus efficacement les nouvelles variétés de rosier, il est indispensable d’avoir accès à un génome de haute qualité. Cela permet d’effectuer des études génétiques indispensables à l'identification de gènes clés impliqués par exemple dans la remontée de floraison, la duplicature (nombres de pétales), les aiguillons, les incompatibilités de croisement ou la résistance aux maladies.

En s'appuyant sur une carte génétique à haute densité de marqueurs moléculaires, le génome a pu être assemblé en 7 pseudo-molécules, représentant les 7 chromosomes du rosier. D'une taille totale de 512 Mpb, assemblée en 551 fragments, ce génome comporterait 44481 gènes.

Avec ce nouveau génome, les scientifiques ont notamment pu identifier le gène responsable de la duplicature (nombre de pétales, différence entre fleurs simples et fleurs doubles). Avec la mise au point d’un marqueur génétique qui permet de prédire le nombre de pétales d’une rose, le consortium met ainsi à disposition de la communauté internationale des outils qui peuvent être utilisés pour la sélection.

Ce génome est un outil indispensable pour toute la communauté travaillant sur l’amélioration des rosiers : il va notamment permettre d’accélérer la création de nouvelles variétés plus résistantes afin de réduire l’utilisation de pesticides. Ainsi, à Angers, les chercheurs étudient la diversité des rosiers et leurs différences afin de montrer quels gènes sont impliqués dans la résistance aux maladies. Une autre étude en cours en lien avec l’obtention de ce génome de haute qualité a pour objectif de comprendre comment sont classées les roses sauvages, ce qui permettrait d’identifier de nouvelles sources de résistance et à terme de mieux contrôler les croisements et ainsi la résistance aux maladies.

Partenaires

Le séquençage du génome du rosier a pu être obtenu grâce au soutien financier de la Région des Pays de la Loire de l’ANR, du RFI Objectif Végétal et de l’INRA.

Fabrice Foucher, Directeur de recherche INRA à l’unité IRHS, a coordonné le consortium international de séquençage du génome du rosier dans lequel sont impliqués :

  • INRA, Institut de Recherche en Horticulture et Semences, Angers, France;
  • ILVO, Flanders Research Institute for Agriculture, Melle, Belgium;
  • University of Angers, Institut de Recherche en Horticulture et Semences, Angers, France;
  • Russian State Agrarian University-Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia;
  • Plant Breeding, Wageningen University & Research, Wageningen, The Netherlands;
  • ILVO, Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food, Plant Sciences Unit, Belgium;
  • Leibniz Universitat, Hannover, Germany;
  • Wageningen University & Research, business unit Bioscience, Wageningen, The Netherlands;
  • INRA, US 1279 EPGV, Universite Paris-Saclay, F-91000 Evry, France;
  • URGI, INRA, Universite Paris-Saclay, 78026, Versailles, France;
  • Osaka Institute of Technology, Osaka, Japan;
  • Agrocampus-Ouest, Institut de Recherche en Horticulture et Semences, Angers, France

Publication associée

A high-quality genome sequence of Rosa chinensis to elucidate ornamental traits
L. Hibrand Saint-Oyant, T. Ruttink, L. Hamama, I. Kirov, D. Lakhwani, N. N. Zhou, P. M. Bourke, N. Daccord, L. Leus, D. Schulz, H. Van de Geest, T. Hesselink, K. Van Laere, K. Debray, S. Balzergue, T. Thouroude, A. Chastellier, J. Jeauffre, L. Voisine, S. Gaillard, T. J. A. Borm, P. Arens, R. E. Voorrips, C. Maliepaard, E. Neu, M. Linde, M. C. Le Paslier, A. Bérard, R. Bounon, J. Clotault, N. Choisne, H. Quesneville, K. Kawamura, S. Aubourg, S. Sakr, M. J. M. Smulders, E. Schijlen, E. Bucher, T. Debener, J. De Riek and F. Foucher
doi: https://doi.org/10.1038/s41477-018-0166-1

Les atouts d'Angers sur le rosier

La Région Pays de la Loire est la première région productrice de rosier de jardin. Ainsi la Région a financé une partie de ce projet de séquençage du génome du rosier.

A Angers, 60 personnes de l'IRHS, qui réunit des généticiens, bio-informaticiens, botanistes et écophysiologistes INRA, AGROCAMPUS OUEST et UNIVERSITÉ D’ANGERS, concentrent essentiellement leurs travaux sur :

  • La caractérisation et l’exploitation de la diversité génétique du genre Rosa, avec notamment le centre de ressources biologique Fruits à pépins et Rosiers qui dispose de ressources génétiques avec des croisement uniques au monde,
  • L’étude du déterminisme génétique et environnemental de caractères ornementaux d’intérêt : remontée de floraison, architecture du buisson ornemental et résistance aux maladies.

L’expertise dans ce domaine est renforcée par des recherches interdisciplinaires qui associent des mathématiciens et bioinformaticiens, mais aussi des économistes, des historiens et des sociologues issus de différentes équipes françaises.