Summary In a context of climate change, it is necessary to decipher the strategies established by plants to cope with limited water supply. Transcriptome, methylome and small RNA data were generated for two oak species with contrasting levels of drought tolerance ( Quercus robur and Quercus petraea ), under control and drought stress conditions All data are in line with a species-specific response to drought stress consistent with their ecological preferences. The biological processes associated with genomic regions identified in all datasets were mainly associated with parietal processes in Q. petraea, which may explain in part its better tolerance to water deprivation. A significant proportion of DNA methylation differences observed in control conditions between the two oak species were maintained during DS which may constitute a pool of epigenetic markers discriminating these two oak species. These markers were enriched in highly differentiated SNPs suggesting that some of them may be associated both with the ecological differences or intrinsic barriers to reproduction between the two species. An integrative approach of the three datasets revealed genomic co-locations of potential importance for forest three adaptation to drought stress.

Grapevine is one of the most important fruit species in the world. In order to better understand genetic basis of traits variation and facilitate the breeding of new genotypes, we sequenced, assembled, and annotated the genome of the American native Vitis riparia, one of the main species used worldwide for rootstock and scion breeding. A total of 164 Gb raw DNA reads were obtained from Vitis riparia resulting in a 225X depth of coverage. We generated a genome assembly of the V. riparia grape de novo using the PacBio long-reads that was phased with the 10x Genomics Chromium linked-reads. At the chromosome level, a 500 Mb genome was generated with a scaffold N50 size of 1 Mb. More than 34% of the whole genome were identified as repeat sequences, and 37,207 protein-coding genes were predicted. This genome assembly sets the stage for comparative genomic analysis of the diversification and adaptation of grapevine and will provide a solid resource for further genetic analysis and breeding of this economically important species.

Sugar limitation has dramatic consequences on plant cells, which include a profound reorganization of the cell metabolism, transcriptional reprogramming, and the recycling of cellular components to maintain fundamental cell functions. There is so far no description of the possible contribution of epigenetic regulations in the adaptation of plant cells to limited carbon availability. We investigated this question using non-photosynthetic grapevine cells (Vitis vinifera, cv Cabernet Sauvignon) cultured in vitro with contrasted glucose concentrations. As expected, limited sugar availability in the culture medium led to a rapid cell growth arrest. This was associated with a major metabolic shift characterized by depletion in soluble sugar and total amino acids, an increase in malate content and changes in the cell redox status. Consistently, flux modeling showed a dramatic slowdown of many pathways required for biomass accumulation such as cell wall polymers and total protein content. In contrast, anaplerotic fluxes, the synthesis of some amino acids, redox and polyamine metabolism were enhanced. Carbon deprivation also resulted in a major transcriptional reprogramming characterized by the induction of genes involved in photosynthesis, and the repression of those related to sucrose mobilization or cell cycle control. Similarly, the epigenetic landscape was deeply modified. Glucose-depleted cells showed a higher global DNA methylation level than those grown with glucose. Changes in DNA methylation mainly occurred at transposable elements, but also at genes including differentially expressed genes, suggesting that DNA methylation could participate in the adaptation of cells to limited sugar availability. In addition, genes encoding histone modifiers were differentially expressed suggesting that additional epigenetic mechanisms may be at work during the response of plant cells to carbon shortage.

Summary As obligatory parasites, plant viruses alter host cellular metabolism. There is a lack of information on the variability of virus-induced metabolic responses among genetically diverse plants in a natural context with daily changing conditions. To decipher the metabolic landscape of plant-virus interactions in a natural setting, one hundred and thirty-two and twenty-six accessions of Arabidopsis thaliana were inoculated with Turnip mosaic virus (TuMV), in two field experiments over 2 years. The accessions were phenotyped for viral accumulation, above-ground biomass, targeted and untargeted metabolic profiles. The accessions revealed quantitative response to the virus, from susceptibility to resistance. Susceptible accessions accumulate primary and secondary metabolites upon infection, at the cost of hindered growth. Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis (OPLS-DA) revealed that the primary metabolites sucrose, glucose and glutamate discriminate susceptible and resistant accessions. Twenty-one metabolic signatures were found to significantly accumulate in resistant accessions whereas they maintained their growth at the same level as mock-inoculated plants without biomass penalty. Metabolic content was demonstrated to discriminate and to be highly predictive of the susceptibility of inoculated Arabidopsis . The PLS coefficient estimated in the training data set reveals, after cross-validation, a correlation of 0.61 between predicted and true viral accumulation. This study is the first to describe the metabolic landscape of plant-virus interactions in a natural setting and its predictive link to susceptibility. It reveals that, in this undomesticated species and in ecologically realistic conditions, growth and resistance are in a permanent conversation and provides new insights on plant-virus interactions.