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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes

STIRRER

Rôle des modifications épigénétiques et transcriptomiques dans le changement des règles de la recombinaison chez des hybrides interspécifiques : modèle Brassica

Contexte

La recombinaison méiotique est le principal mécanisme permettant de générer une nouvelle diversité génétique à chaque génération. L’utilisation de ce processus est indispensable pour l’amélioration des espèces cultivées, et notamment pour la création de nouvelles variétés plus respectueuses de l’environnement, tout en maintenant une qualité et un rendement élevé. Toutefois, la recombinaison méiotique est très fortement régulée au niveau cellulaire, et l’introduction de caractères d’intérêt dans une variété élite peut prendre une décennie, voire ne pas fonctionner si l’allèle à introduire se trouve dans une région génomique dépourvue de recombinaison. En effet, seulement un et rarement jusqu’à trois crossovers (COs) par paire de chromosome homologue se forment au cours de la méiose et ceux-ci ne sont pas distribués aléatoirement le long des chromosomes. Récemment, nous avons démontré qu’il est possible de changer naturellement et drastiquement la fréquence et la distribution des crossovers chez les Brassica (colza), via l’hybridation interspécifique et l’aneuploïdie (un génome à l’état haploïde). En effet, en croisant le colza allotétraploïde (B. napus, AACC, 2n=4x=38) avec l’une de ces espèces cultivées, le navet (B. rapa, AA, 2n=2x=20), il est possible de créer des hybrides allotriploïdes (AAC, 2n=3x=29). Ces hybrides allotriploïdes AAC présentent une augmentation d’un facteur 3.4 de leur fréquence de recombinaison homologue, et surtout une distribution modifiée, avec la formation de crossovers dans des régions normalement « froides » (sans recombinaison) pour la recombinaison (péricentromères). Cependant, les mécanismes impliqués dans cette modification de la régulation de la méiose sont totalement inconnus. De plus, il reste à élucider si cette modification des règles de la recombinaison peut être maintenue ou à l’inverse rétablie à un niveau normal.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont de répondre aux deux questions suivantes :

1) Quel est le rôle des modifications épigénomiques/transcriptomiques dans cette dé-régulation des règles de la recombinaison ?
Pour répondre à cette première question, nous allons réaliser des approches de génomique comparative (BS-Seq et RNA-Seq à partir de méiocytes) afin d’identifier le rôle potentiel de modifications de la méthylation de l’ADN ou transcriptomiques dans la dérégulation du contrôle de la recombinaison.

2) Est-ce que cette dé-régulation de la méiose observée chez les allotriploïdes peut être maintenue ou au contraire peut être réversible ?
Pour répondre à cette deuxième question, nous allons utiliser des approches de cartographie génétique et d’immuno-marquage pour déterminer le profil de recombinaison dans des descendants d’allotriploïdes.

Les résultats de ce projet apporteront de nouvelles connaissances sur le mécanisme naturel permettant de déréguler la méiose, ainsi qu’une stratégie nouvelle pour introduire efficacement une nouvelle diversité dans le colza.

Site web

https://anr.fr/fr/projets-finances-et-impact/projets-finances/projet/funded/project/anr-19-ce20-0013/?tx_anrprojects_funded%5Bcontroller%5D=Funded&cHash=8572a83debd6dbaf67009f88c530d3c2