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Adresse : Génétique Quantitative et Évolution – Le Moulon INRA − Univ Paris-Sud − CNRS − AgroParisTech Ferme du Moulon, F-91190 Gif-sur-Yvette, France

Composition :
Karine ALIX-JENCZEWSKI (MCU AgroParisTech)
Philippe BRABANT (PR AgroParisTech)
Domenica MANICACCI (MCU Paris Sud)
Maud TENAILLON (DR CNRS)
Clementine VITTE (CR CNRS)
Martine Le GUILLOUX (Tech CNRS)

Activité scientifique : Notre équipe a pour thématique centrale l’origine génétique et moléculaire des innovations évolutives, envisagée au travers de l’évolution structurale et fonctionnelle des génomes végétaux (conséquences de la duplication de gènes et de génomes, de la mobilisation des ET). Actuellement, trois thématiques font plus spécifiquement appel aux ET, dont les responsables scientifiques sont respectivement Karine Alix (MdC AgroParisTech), Clémentine Vitte (CR CNRS) et Maud Tenaillon (DR CNRS).
1) Impact de la polyploidie sur l’activation des éléments transposables chez les Brassica (K. Alix)
La polyploïdie, ou duplication du génome complet, est reconnue comme ayant joué un rôle majeur dans l’évolution des eucaryotes et en particulier des plantes, dont le succès est souvent associé à des phénomènes d’hybridation interspécifique (allopolyploïdie). Nous développons différents projets de recherche visant à étudier certains des mécanismes moléculaires impliqués dans l’évolution du génome des Brassica, marquée par des événements récurrents de polyploïdisation. Un de ces derniers événements correspond à la formation du colza (B. napus, AACC, 2n=38), espèce allotétraploïde issue de l’hybridation interspécifique entre un navet (B. rapa, AA, 2n=20) et un chou (B. oleracea, CC, 2n=18).
Par l’étude d’un matériel végétal original constitué de colzas néo-synthétisés, nous évaluons l’impact de l’allopolyploïdie sur les éléments transposables (ET) et les petits ARN non codants, visant à déterminer leur implication dans l’établissement d’un génome allopolyploïde. En comparant les séquençages haut débit de banques de petits ARN construites pour les colzas néo-synthétisés et leurs parents diploïdes, nous avons mis en évidence que les petits ARN non codants répondaient de manière immédiate et transitoire au choc génomique engendré par l’allopolyploïdie. Nos travaux en cours s’intéressent à identifier les composant génomiques ciblés par cette mobilisation immédiate des petits ARN, avec un intérêt particulier pour certaines familles d’ET dont les rétrotransposons à LTR.
2) Relation entre variation structurale, variation du méthylome et expression des gènes chez le maïs (C. Vitte)
Le maïs est une espèce très variable en termes de structure génomique. La majorité de la variation observée entre deux lignées de maïs provient des régions inter-géniques, en particulier des polymorphismes de type présence/absence d’ET. Ces variations correspondent à des éléments isolés, mais aussi à des blocs entiers de plusieurs ET empilés les uns dans les autres.
Les ET sont régulés par des mécanismes de compaction de la chromatine qui font intervenir des marques d’histone particulières ainsi que la méthylation de l’ADN. Cette régulation permet d’éviter à la fois l’activité mutagène des ET et la recombinaison ectopique entre copies distantes. La compaction de la chromatine est en général bien ciblée et délimitée dans l’espace, notamment grâce à la reconnaissance spécifique des séquences d’ET par certains petits ARN non codants, mais peut parfois « déborder » et ainsi modifier les caractéristiques chromatiniennes des régions adjacentes.
Nous nous intéressons à caractériser l’étendue des variations du méthylome entre lignées de maïs représentatives de la diversité des maïs américains et européens et à estimer quelle part de cette variation peut être expliquée par des polymorphismes d’ET. Nous cherchons également à estimer l’impact transcriptionnel de ces variations (ET et méthylome), afin de comprendre si elles ont pu contribuer à un changement phénotypique.
3) Rôle des éléments transposables au cours de la domestication et de l’adaptation du maïs et de ses apparentés sauvages (M. Tenaillon)
Le maïs a été domestiqué à partir des téosintes il y a environ 9,000 ans au Mexique. Sa domestication a été suivie par une expansion rapide de l’espèce sur le continent américain puis introduit au cours du 15ème siècle en Europe. Nous nous intéressons aux facteurs qui ont permis l’adaptation du maïs à une palette de climats très variés, tropicaux, tempérés, d’altitude élevée, et aussi aux conséquences génomiques de ces adaptations. Nous nous intéressons en particulier au rôle potentiel des ET au cours de l’adaptation de ces espèces, à différentes échelles de temps.
Au niveau intra-spécifique, nous menons un programme centré sur les déterminants génétiques de l’adaptation à l’altitude chez les téosintes. A l’échelle de la forme cultivée maïs, cherchons à préciser par des analyses SNP et polymorphismes d’ET l’histoire démographique du maïs cultivé en Europe, et de caractériser les déterminants génomiques de l’adaptation au climat tempéré. En particulier, nous cherchons à déterminer si les ET ont pu jouer un rôle dans cette adaptation.


Team leader

Clementine VITTE