Génomique comparative du cycle de l'azote entre M. truncatula et le pois : étude des potentialités de transfert des connaissances entre espèces modèles et cultivées – GENOPEA

Parmi les légumineuses adaptées aux régions tempérées, le pois (Pisum sativum L.) est l’espèce la plus cultivée en Europe. C’est une source de protéines sure et traçable pour l’alimentation animale, qui pourrait remplacer en partie les tourteaux de soja importés. C’est aussi une source de protéine de qualité pour l’alimentation humaine. En dépit de ces propriétés intéressantes, le développement de la culture du pois est entravé par l’instabilité du rendement en graines et de la qualité des graines entre années et sites de production. Stabiliser et augmenter le rendement et la valeur nutritionnelle des graines sont nécessaires pour permettre le développement de cette culture respectueuse de l’environnement. Cet objectif pourrait être atteint par le développement de nouvelles variétés. Pendant les 20 dernières années, des moyens et des efforts importants ont été investis dans le domaine de la biologie fonctionnelle dans le développement d’outils génomiques génériques sur quelques espèces modèles cibles. Cela a permis d’identifier la fonction de nombreux gènes (Østergaard and Yanovsky 2004). Aujourd’hui, les technologies de séquençage haut-débit fournissent l’opportunité de développer les outils qui permettront de combler le fossé entre les espèces cultivées et les espèces modèles (Lister et al, 2009). Dans ce projet, nous posons la question de la faisabilité et de la méthode du transfert de connaissances entre espèces modèles et espèces cultivées. Dans quelle mesure et pour quels caractères les déterminants génétiques et moléculaires des caractères phénotypiques d’intérêt sontils conservés entre l’espèce modèle légumineuse M. truncatula et l’espèce cultivée Pisum sativum L.? Les QTL identifiés chez une espèce pourront ils être identifiés dans l’autre espèce ? La première partie de ce projet est dédiée à la production de ressources génomiques chez le pois protéagineux. Les banques cDNA de plusieurs organes vont être séquencées, 12 génotypes de pois vont être re-séquencés, et plusieurs milliers de marqueurs SNP seront identifiés. D’un point de vue appliqué, cet outil permettra aux sélectionneurs de pois qui manquent cruellement de marqueurs pour la sélection, d’utiliser directement ces ressources. D’un point de vue plus fondamental, ces ressources permettront d’accéder plus facilement à l’identification et à la caractérisation des gènes contrôlant les caractères d’intérêt. La deuxième partie du projet a pour objectif d’évaluer la conservation de la synténie entre les espèces pois et M. truncatula. Cela permettra de tirer partie des ressources importantes disponibles chez l’espèce modèle et en particulier la séquence de son génome, pour l’identification de QTL. La troisième partie du projet a pour objectif d’évaluer la conservation des processus fonctionnels de ces deux espèces, en particulier en ce qui concerne le cycle de l’azote de la plante. Un meilleur développement racinaire, une plus grande efficience d’acquisition et de remobilisation d’azote vers les graines pourraient permettre de stabiliser le rendement, alors que l’optimisation de l’accumulation des protéines de réserve pourrait améliorer la qualité des graines. Ces trois parties sont interconnectées entre elles par le partage des ressources produites, et par la question de la conservation des déterminants moléculaires entre deux espèces proches mais dont l’histoire est très différente.