Le chromosome 3B : un modèle d'étude de la structure, de l'évolution et de l'expression du génome de blé – EXEGESE-BLE

L'amélioration de la qualité et du rendement du blé dans un contexte d'agriculture durable est une préoccupation internationale majeure au vu des problèmes actuels de stocks et de démographie à venir. Des progrès significatifs dans la connaissance de la biologie de la plante ainsi que dans la gestion et l'exploitation de la diversité des ressources génétiques doivent être réalisés rapidement pour atteindre ces objectifs. Les analyses génomiques doivent permettre de soutenir ces efforts au travers d'une meilleure connaissance de l'organisation structurale, de la régulation fonctionnelle et de l'évolution de ce grand génome. Les travaux récents en génomique du blé ont déjà permis le développement d'une sélection assistée par marqueurs plus efficace et l'isolement de gènes d'intérêt agronomique par clonage positionnel. Cependant, les connaissances restent encore trop limitées et le développement des outils et stratégies qui permettront d'atteindre les objectifs d'amélioration requiert désormais des études à plus large échelle. Si la taille et la complexité du génome de blé ne permettent pas encore une étude globale, il est devenu possible de travailler sur chromosome entier isolé. Le projet présenté ici propose d'utiliser le chromosome 3B de blé tendre, pour lequel une carte physique est en cours d'élaboration, comme modèle d'étude à large échelle, de la structure, du fonctionnement et de l'évolution du génome de blé. Les questions qui seront abordées dans ce projet concernent : - L'organisation de l'espace génique et les duplications du génome. Ces études permettront de définir la notion d'îlots riches en gènes (distribution le long du chromosome, densité de gènes dans et hors îlots) et d'identifier au travers de la comparaison avec le riz, les événements ancestraux de duplication du génome de blé et leur impact sur son fonctionnement au cours de l'évolution. - L'étude de la recombinaison et de son impact sur l'évolution du génome. L'étude sera menée dans différents contextes génétiques (homologie, homéologie et ploïdie) et à différentes échelles (sur chromosome entier et dans des régions cibles séquencées et densifiées en marqueurs génétiques). Dans ces différents contextes, on analysera la fréquence et le gradient de recombinaison, l'effet de la recombinaison sur l'évolution des gènes et des génomes et les patrons du déséquilibre de liaison ainsi que l'application de ces connaissances au développement de la génétique d'association. - L'étude des mécanismes de réarrangements qui ont façonné le génome au cours de son évolution. Elle sera réalisée au travers de l'analyse évolutive du locus de résistance à la rouille brune Rph7 chez les graminées. L'étude des mécanismes de réarrangements responsables de la relocalisation et/ou de la délétion de gènes ainsi que l'évolution des séquences géniques à ce locus se fera par des comparaisons intraspécifiques (riz, blé) et interspécifiques (orge, Brachypodium, raygrass, maïs et sorgho).