CARBOOST

Les arbres, organismes longévif, sont très vulnérables au changement climatique. La sécheresse et la hausse des températures provoquent déjà le dépérissement des forêts et devraient s'intensifier. L'amélioration génétique pourrait améliorer la tolérance au stress des arbres et, par conséquent, la séquestration efficace du CO₂, offrant ainsi une solution agroécologique naturelle et évolutive à l'atténuation du changement climatique. Les arbres produisent du bois, la biomasse lignocellulosique la plus abondante sur Terre, un puits de carbone essentiel et une ressource précieuse pour la bioénergie et les matériaux. Le bois, ou xylème, est formé par le cambium vasculaire grâce à la différenciation de cellules spécialisées dotées d'épaisses parois cellulaires secondaires lignifiées. Ces parois cellulaires secondaires sont composées de cellulose, d'hémicelluloses et de lignine, et leur composition peut être remodelée sous l'effet d'un stress environnemental, contribuant ainsi à la plasticité du bois et à l'adaptation à la sécheresse. Les stress abiotiques comme le froid, la sécheresse et la chaleur peuvent reprogrammer les gènes liés à ces parois secondaires. 

Dans le cadre d'initiatives européennes antérieures telles que TREE4JOULES et B4EST, des gènes candidats impliqués dans la croissance et la tolérance aux stress environnementaux ont été identifiés pour soutenir le développement de cultures ligneuses pérennes améliorées. Fort de ces connaissances, l'objectif du projet CARBOOST est d'introduire des allèles favorables dans des génotypes élites de peupliers afin d'améliorer la productivité en environnements contrastés. Notre approche s'appuie sur la connaissance de gènes candidats bien documentés impliqués dans la formation du bois et la tolérance aux stress, pour lesquels nous identifierons des allèles favorables et concevrons des vecteurs Prime Editing. Nous créerons ensuite des lignées hybrides éditées de P. nigra et de P. deltoides × P. nigra (P. xcanadensis) et évaluerons leur croissance en environnements contrastés. 

Malgré l'intérêt du peuplier comme modèle, seuls quelques génotypes sont facilement transformables. En France, le programme du GIS Peuplier, coordonné par le laboratoire BioForA, s'appuie sur les nouvelles connaissances scientifiques pour organiser les efforts visant à produire des variétés améliorées. Cependant, P. nigra et les hybrides commerciaux restent réfractaires à la transformation. Le projet PEPR SVA TYPEX développe la méthode Prime Editing sur le clone INRA-717-1B4 (P. tremula × P. alba), fournissant ainsi des outils et des résultats pour des applications d'édition plus larges. Le Work Package 2 se concentrera sur l'adaptation des méthodes de transformation aux hybrides P. nigra et P. xcanadensis. 

En exploitant les connaissances acquises et les gènes candidats liés à la croissance du bois et à la réponse au stress, CARBOOST vise à développer des lignées de peupliers présentant une séquestration du carbone et une résilience optimisée, contribuant ainsi à l'adaptation au changement climatique et à la transition agroécologique.

Le projet CARBOOST est en lien avec les axes 1 & 2 du PEPR Sélection Végétale Avancée  : 

Axe 1 : Développement de l’édition des génomes pour l’application à un large panel d’espèces

Axe 2 : Edition des génomes pour accompagner la transition agroécologique