GEvAD - Génomique Evolutive et Adaptation des plantes Domestiquées

 08/10/2024 -  GQE
Etude des mécanismes qui ont accompagné l’évolution des plantes cultivées depuis leur domestication, jusqu’à leur diffusion et adaptation à une diversité d’environnements

Responsable :
Maud Tenaillon (CNRS)

A partir de la caractérisation des patrons de diversité génomique des plantes domestiquées et de leurs apparentés sauvages :

Nous employons une approche intégrative alliant outils bioinformatiques et moléculaires, mesures de phénotypes, génomique des populations, modélisation statistique et biologie des systèmes. Les enseignants-chercheurs de l’équipe dispensent des enseignements en évolution, génétique des populations et quantitative, génomique végétale, amélioration des plantes, biostatistiques, à AgroParisTech et à l’Université Paris-Saclay.

Méthodologies

Évolution des plantes cultivées depuis leur domestication

Karine Alix, , Pierre Gérard, Martine Le Guilloux, , Agnès Rousselet, Maud Tenaillon

Syndrome de domestication phénotypique et moléculaire

  • Comment ont évolué les espaces phénotypiques sauvages et domestiques ?
  • Quel impact de la sélection humaine sur les corrélations génétiques entre caractères, les patrons de co-expression des gènes, les réseaux de régulation ?
  • Quelle est l’implication des éléments transposables dans la structuration génomique des complexes d’espèces ?

Isolement reproducteur entre formes sauvages et cultivées

  • Quelle est l’étendue des barrières à la reproduction ?
  • Quels sont les liens entre ces barrières et les niveaux de divergence historique, génomique, phénotypique ?
  • Quels sont leurs déterminants moléculaires ?

Conséquences génomiques de l’hybridation interspécifique

  • Quelles sont les réponses moléculaires à l’allopolyploïdie ?
  • Quel est l’impact des variations structurales associées à l’allopolyploïdie sur le répertoire des micro ARN ?
  • Peut-on caractériser les relations entre changements structuraux et fonctionnels ?

Domestication des interactions interspécifiques (maïs-haricot)

  • Quelles sont les origines américaines des variétés de maïs et haricots cultivées en association aujourd’hui en Europe?
  • Quels sont les déterminants du succès de cette association (complémentarité et facilitation) ?

Régulation des gènes, variation structurale et adaptation polygénique

Karine Alix, Maud Fagny, Johann Joets, Clémentine Vitte

Pangénomique et adaptation
Nous étudions les gènes accessoires (présents-absents) et leur contribution au développement et à la réponse à l’environnement.

  • Quelles sont les caractéristiques structurales et fonctionnelles des gènes accessoires par rapport aux gènes cores ?
  • Quel est le rôle des gènes accessoires dans l’adaptation ?
  • Quelles sont les forces évolutives qui façonnent le génome accessoire ?

Éléments transposables, éléments cis-régulateurs et régulation de l’expression des gènes
Nous étudions la contribution des éléments transposables à l’évolution de l’expression des génomes.

  • Quelle est la contribution des éléments transposables aux éléments cis-régulateurs de l’expression des gènes ? -Quelles fonctions régulent-ils ?
  • Sont-ils particulièrement importants dans la réponse à l’environnement ?
  • Quel est l’impact de la variation structurale liée aux éléments transposables sur la régulation des gènes ?

Réponse adaptative des réseaux de régulation de l’expression des gènes

Nous étudions la réponse des réseaux de régulation de l’expression des gènes à l’environnement, et leur rôle dans l’adaptation des plantes domestiquées.

  • Dans quelle mesure les réseaux de régulation de l’expression des gènes sont-ils réorganisés en réponse à la sélection ? - Quel est le lien entre structure des réseaux et réponse phénotypique ?
  • Comment la structure des réseaux contraint-elle ou facilite-t’elle l’adaptation des caractères polygéniques à l’environnement ?

Pour répondre à ces questions, nous utilisons comme modèle principal le développement du maïs et sa réponse aux stress abiotiques (notamment le déficit hydrique). Nous générons des données de génomique (assemblages complets de génomes, reséquençage de panels de lignées), d’épigénomique (méthylome et ATAC-seq) et de transcriptomique (mRNA-seq) que nous analysons par des approches de bioinformatique, de biostatistique et de biologie des systèmes.

Projets financés

  • Projet H2020, Topic SFS-28-01-2019: ‘GenRes and pre-breeding communities” (INCREASE, 2020-2026) Page du projet H2020  

  • ANR Générique ‘La domestication comme un pas vers l’isolement reproducteur’ (DOMISOL, 2020-2026) Page du projet DomIsol  

  • ANR PRC “Les échanges entre homéologues comme moteur d’innovation chez le colza – EDIn” (EDIn, 2023−2026) Page du projet EDIn  

  • ANR JCJC “Caractériser les structures de réseaux déterminant la tolérance du maïs au déficit hydrique pour améliorer la sélection génomique” (NETWITS 2024-2028) Page du projet NETWITS  

Membres

Publications

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