Isochores et effecteurs : remodelage du génome et évolution vers des espèces très agressives chez les champignons phytopathogènes – FungIsochores

Le champignon phytopathogène Leptosphaeria maculans présente la particularité d?être organisé en iscochores: il présente des alternances marquées entre grandes régions au taux de GC homogène. Les isochores riches en AT représentent 36% du génome et sont constitués d?éléments transposables (ET) tronqués et dégénérés. Par rapport aux régions plus conventionnelles du génome riches en gènes et pauvres en ET, les isochores AT sont aussi fortement enrichis en gènes potentiellement impliqués dans la pathogenèse fongique (effecteurs). L?objectif du projet FungIsochores est de savoir si l?on peut généraliser à d?autres phytopathogènes fongiques le rôle des isochores AT en tant que « niche écologique » spécifique pour les effecteurs dans le génome, et d?analyser le long d?une série évolutive les événements à l?origine de la génération des isochores et des effecteurs, en lien avec les mécanismes d?acquisition et de diversification des effecteurs. Pour ce faire, il est proposé de séquencer de novo (Sanger & Titanium 454) l?intégralité du génome de l?agent de la tavelure du pommier, Venturia inaequalis, choisi car des données préliminaires suggèrent une structuration du génome en isochores similaire à celle de L. maculans (et la présence spécifique d?effecteurs au sein des isochores AT). En parallèle, il est proposé de séquencer trois espèces du complexe Leptosphaeria, correspondant à une série évolutive aboutissant en final à L. maculans (Titanium 454 & Solexa). Suite au séquençage et à l?assemblage, effectués par le Genoscope en tant que prestataire de service, les génomes seront annotés automatiquement par la plate-forme de génomique fongique de l?INRA (URGI, Partenaire 3) et le « Genome Browser » correspondant mis à disponibilité de la communauté scientifique. FungIsochores utilisera ces données de séquence annotées pour développer des analyses plus spécifiques : (i) présence et caractéristiques des isochores dans le génome de V. inaequalis, (ii) annotation des ETs et histoire de l?invasion des génomes par les ETs puis de leur inactivation dans la série évolutive Leptosphaeria, (iii) genomique comparative entre les espèces/sous-espèces de la série évolutive Leptosphaeria pour évaluer l?incidence des ET sur la génération des isochores, le remodelage du génome et le gain/perte de gènes pertinents pour la pathogenèse, (iv) recherche systématique d?effecteurs dans les génomes des espèces séquencées, recherche d?indications d?acquisition non conventionnelle (transfert horizontal), et analyse fonctionnelle des effecteurs dans la série évolutive Leptosphaeria. Ce projet est planifié pour durer 42 mois. Il regroupe trois équipes « académiques » présentant les expertises, ressources et équipements nécessaires à son accomplissement. Outre la plate-forme de génomique fongique mentionnée ci-dessus, les partenaires du projet sont l?UMR INRA-Université PAVE d?Angers (Partenaire 2) en tant qu?expert dans la biologie, la génétique et la génétique des populations de V. inaequalis, responsable du projet de séquençage de cette espèce, et l?UMR INRA-AgroParis Tech BIOGER de Grignon (partenaire 1) en tant que spécialiste de la génétique moléculaire des interactions entre L. maculans et sa plante-hôte, de l?analyse de la structure du génome et des effecteurs fongiques. Le partenaire 1 était aussi le leader du projet de séquençage du génome de L. maculans réalisé au Genoscope. FungIsochores est principalement un projet de recherche finalisée. En tant que tel, ces sorties seront principalement de nouvelles données de séquence, l?enrichissement de bases de données spécialisées (effecteurs, ET), de nouvelles connaissances sur la relation entre structure du génome et pathogenèse chez les champignons phytopathogènes, des rapport de stage (M2, thèse) et des publications scientifiques dont on peut espérer un niveau conséquent au vu de l?originalité du projet.