Au tournant du 20e siècle, le châtaignier d'Amérique représentait un quart des feuillus dans certaines parties des Appalaches. Le grand arbre était une source de nourriture cruciale, produire des noix qui étaient un aliment de base dans l'alimentation du cerf de Virginie, dindes sauvages, et des ours.

En 1904, une brûlure fongique a été découverte pour la première fois sur des arbres à New York, introduit accidentellement via des châtaigniers asiatiques importés. L'envahisseur s'est rapidement propagé :en 1906, on estimait que 98 % des châtaigniers américains de la ville de New York étaient touchés par le fléau, qui forme d'abord un chancre sous l'écorce d'un arbre puis forme un anneau qui « ceinture » l'arbre, tuant tout au-dessus.

Le fléau s'est propagé rapidement. Un demi-siècle seulement après sa découverte, le fléau avait pratiquement éradiqué les châtaigniers américains matures du paysage nord-américain, infectant environ 4 milliards d'arbres et altérant irrévocablement les écosystèmes forestiers des Appalaches.

Maintenant, un 500 $, La subvention de 000 000 de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture aidera le professeur agrégé Jason Holliday du Collège des ressources naturelles et des méthodes de recherche sur l'environnement à utiliser la diversité génétique des arbres restants dans le cadre d'efforts plus larges visant à introduire des châtaigniers américains résistants aux maladies dans les forêts américaines.

"Les racines du châtaignier américain survivent encore, " a expliqué Holliday, membre du corps professoral du Département des ressources forestières et de la conservation de l'environnement et affilié au Fralin Life Sciences Institute. "Alors que la châtaigne ne remplit plus son rôle historique dans l'écosystème, le matériel génétique persiste. Vous pouvez encore les trouver dans la forêt, mais ils ressemblent plus à un arbuste maintenant. La brûlure fongique vit au-dessus du sol et n'affecte pas les racines, tant d'arbres persistent mais atteignent rarement la maturité."

Depuis des décennies, des efforts sont en cours pour ramener un châtaignier d'Amérique résistant au mildiou dans les forêts de l'Est. Deux méthodes parallèles de sélection des arbres – les méthodes traditionnelles de sélection hybride et les nouvelles méthodes transgéniques qui utilisent des stratégies de génie génétique – se rapprochent progressivement du développement réussi d'un cultivar résistant au mildiou. Une fois cela accompli, le prochain défi consiste à intégrer la diversité génétique que les arbres pré-bactériens ont développée au fil des siècles pour garantir que le châtaignier d'Amérique puisse reprendre sa place en tant qu'arbre producteur de noix dans les écosystèmes forestiers nord-américains.

C'est là qu'intervient la recherche de Holliday. Son équipe rassemblera et séquencera les génomes des châtaigniers américains survivants pour comprendre comment la variation génomique avant le mildiou dans l'aire de répartition historique de l'espèce a aidé ces arbres à s'adapter et à prospérer dans des environnements spécifiques.

"En travaillant avec le Dr Jared Westbrook, directeur scientifique de l'American Chestnut Foundation, nous sortons et prélevons des échantillons de feuilles de pousses de souches de châtaignier dans toute l'aire de répartition historique de l'arbre, du Maine à l'Alabama", a déclaré Holliday. "Nous allons séquencer les génomes d'environ 500 arbres à travers cette gamme pour comprendre dans quelle mesure les différences génomiques sont liées à la variation environnementale."

Les données de cet effort permettront aux scientifiques de l'American Chestnut Foundation d'intégrer la variation génétique adaptative qui s'est développée au cours de siècles de sélection naturelle opérant sur des populations de châtaigniers dans divers environnements. Cela garantirait que les lignées résistantes au mildiou du châtaignier américain ont la capacité de survivre et de se reproduire.

"Le but est de propager un bouquet de châtaigniers sauvages et d'apporter leur génétique dans un contexte de verger, " a expliqué Holliday. " Ils seront ensuite cultivés jusqu'à maturité afin que nous puissions en récolter le pollen et utiliser ces arbres pour diversifier les lignées résistantes au mildiou qui sont en cours de développement. L'objectif final est d'avoir une population d'arbres bonne pour la restauration en Virginie, une population différente qui est bonne pour la restauration à New York ou en Pennsylvanie, etc."

Cela fait un siècle que le châtaignier d'Amérique contribue à l'étage dominant des forêts nord-américaines, mais la récente révolution du séquençage du génome a accéléré les efforts pour redonner à cette espèce dormante son rôle dans les écosystèmes forestiers des Appalaches.