Combler l'écart entre la connaissances des ressources biologiques chez Coffea et l’amélioration des cultures face aux changements globaux – BRIDGE-COFFEA

Les progrès des techniques de séquençage et des pipelines d'assemblage de génomes ont permis le développement de projets à grande échelle axés sur la production de génomes de référence de haute qualité qui contribueront à une meilleure compréhension de la diversité et de l'évolution des espèces. Les données issues de ces initiatives ont permis de réaliser des études à l'échelle du pangénome, permettant de passer d'une analyse de la diversité génomique au niveau de l'individu à une analyse au niveau des espèces, ainsi que d'identifier les gènes clés impliqués dans l'adaptation à des environnements contrastés. Les résultats de ces recherches ont redéfini l'importance des espèces sauvages dans la recherche de traits adaptatifs au climat, puisque certains gènes qui pourraient être la cible de la sélection ne sont tout simplement pas présents chez les espèces cultivées. Le café est principalement produit par deux espèces du genre Coffea : C. arabica et C. canephora. Ces espèces sont sensibles aux variations climatiques et une perte de 50 % des zones cultivables est attendue d'ici 2050, avec des impacts socio-économiques considérables. Cependant, des alternatives existent via des espèces sauvages mieux adaptées aux climats contrastés et qui pourraient remplacer les espèces cultivées ou être utilisées dans les programmes de sélection. Néanmoins, la diversité des espèces sauvages de Coffea reste mal connue au niveau génétique et génomique et les facteurs liés à leur adaptation à des climats contrastés sont peu étudiés. Nos connaissances actuelles sont insuffisantes pour obtenir une compréhension complète de l'évolution de la structure du génome, des variations structurales et de l’adaptation des caféiers en raison du manque de ressources génomiques. L'objectif de notre projet est de commencer à remédier à cette situation en profitant du développement de nouvelles technologies de séquençage et d'outils bioinformatiques pour l'assemblage du génome, la génomique comparative et l'intégration du pangénome. La diversité des espèces sauvages conservées dans des collections ex-situ, les ressources phénotypiques et les informations environnementales sont disponibles. Nos principaux objectifs sont d'obtenir, par le biais d'une approche interdisciplinaire (i) des assemblages de génomes de référence et des transcriptomes hautement contigus, précis et annotés de 33 espèces sauvages, représentant la diversité du genre sur la base des relations phylogénétiques; (ii) une vue complète de l'évolution structurelle du génome dans le genre Coffea avec l'intégration d'éléments génomiques tels que les grandes variations structurelles (SV) et la contraction-expansion d'éléments transposables (TE) sur un pas de temps évolutif de 15 My; (iii) une histoire évolutive détaillée des voies de biosynthèse et des clusters, comme la voie de biosynthèse de la caféine; (iv) un assemblage d'un super-pangénome au niveau du genre intégrant le génome principal et les génomes dispensables et les relations entre le génome dispensable et les facteurs impliqués dans l'adaptation environnementale ; et enfin (v) l'intégration des résultats de la recherche dans un système de visualisation permettant de parcourir les annotations, les familles de gènes, les relations orthologues et paralogues, la colinéarité des loci d'intérêt et d'afficher les pangénomes. Les résultats de notre projet auront des implications majeures sur la connaissance de l'évolution des caractéristiques structurelles d'un genre d'arbre tropical, sur le schéma évolutif des voies de biosynthèse et sur l'association entre la fonction des gènes des génomes "shell" et "cloud" et leur implication dans l'adaptation aux contraintes environnementales. Notre ambition est de fournir des ressources ouvertes et des plateformes collaboratives pour promouvoir l'utilisation des espèces sauvages dans les futurs programmes d'amélioration et pour soutenir leur protection et leur conservation.