Mots clés

Interactions Biotiques, Recombinaison, Polyploïdie, Diversité Génétique, Brassicacées, Interaction stress biotiques x abiotiques

Contexte et enjeux

Le genre Brassica est composé de nombreuses espèces d’importance agronomique. Au sein de notre équipe, nous nous intéressons plus particulièrement à l’espèce allotetraploïde Brassica napus (colza et rutabaga) et à ses espèces diploïdes parentales, B. oleracea (les différents types de choux cultivés) et B. rapa (navet et apparentés). Les espèces appartenant à ce genre sont issues d’évènements anciens et récents de duplication de génomes (polyploïdisation), processus qui a joué un rôle important dans l’évolution et la diversification de ces espèces. Nous nous intéressons plus particulièrement au rôle de ces duplications dans l’évolution des interactions biotiques, ou encore dans la régulation et la biosynthèse des métabolites spécialisés

Le colza cultivé est une espèce, qui comme de nombreuses autres espèces cultivées, présente une diversité génétique fortement érodée et un faible réservoir d’allèles de résistance. Pour pallier ce problème, nous nous intéressons à l’importante diversité génétique (ou métabolique) existante dans ses espèces parentales mais aussi chez ses espèces apparentées via la collecte et la caractérisation de populations dans leur bassin d’origine (en lien avec le centre de ressources biologiques BrACySol). Dans un contexte de changement climatique avec l’émergence de nouvelles contraintes biotiques et d’extension souhaitable des pratiques agroécologiques chez le colza, l’équipe DEBI développe de nouvelles méthodes pour accélérer l’introgression dans le colza de facteurs provenant d’espèces apparentées, à travers l'étude des mécanismes de recombinaison méiotique mais aussi des interactions biotiques.

Questions et axes de recherche

(1) Quels sont les mécanismes de réponse des Brassicacées aux stress biotiques et leur modulation par des contraintes abiotiques et quelle est l’origine de leur diversification au sein des génomes hautement dupliqués de Brassica ?

Nous nous appuyons sur la diversité génétique chez les Brassica et chez Arabidopsis thaliana pour étudier comment les variations structurales, les régulations épigénétiques et/ou transcriptionnelles, l’évolution des gènes dupliqués ont permis la diversification de voies métaboliques impliquées dans les interactions avec des bioagresseurs. Les interactions et pathosystèmes travaillées actuellement incluent la hernie des crucifères, le phoma, l’orobanche, l’altise d’hiver.

 (2) Quels sont les facteurs permettant de déréguler la recombinaison méiotique, en vue de faciliter l’introgression chez le colza de facteurs génétiques contrôlant la réponse au stress?

L’équipe s’intéresse plus particulièrement au rôle du changement de niveau de ploïdie ou des mécanismes épigénétiques sur ce mécanisme clé de l’évolution et de l’amélioration des plantes. L’ensemble de ces connaissances est utilisé pour concevoir des stratégies innovantes d’introgression de caractères d’intérêts chez les Brassica cultivées ou encore pour faciliter la compréhension fine des mécanismes impliqués dans les interactions biotiques.

Modèles, outils, méthodes, compétences

Modèles biologiques :
Les Brassica du triangle de U, les apparentés sauvages des Brassica rapa et oleracea, Arabidopsis thaliana ; Plasmodiophora brassicae, Psylliodes chrysocephala, Leptosphaeria maculans.

Disciplines & approches :
Génomique évolutive et comparative, Génétique quantitative, Génétique des populations, Épigénétique, Génétique/Génomique structurale et fonctionnelle, Métabolomique, Cytogénétique moléculaire, Cartographie génétique, Expérimentations au champ et en conditions contrôlées.