Étude sur la variation des rythmes biologiques chez les tomates – RITMO

Les rythmes circadiens sont une caractéristique fondamentale des organismes vivants et sont maintenus par un oscillateur moléculaire appelé l'horloge circadienne. Chez les plantes, ce mécanisme est responsable de contrôler les réponses de stress biotiques et abiotiques, le temps de floraison, la photosynthèse, la croissance parmi de nombreux autres traits d'intérêt agricole.
L'horloge circadienne chez les plantes est seulement bien caractérisée à Arabidopsis, mais il est clair que ce mécanisme ainsi que ses interactions ne sont pas conservés chez d'autres espèces végétales. Par exemple, plusieurs des protéines de l’horloge circadienne d'Arabidopsis sont manquantes dans la tomate, tandis que d'autres sont dupliquées. Cela pose la question de savoir si le modèle de l'horloge circadienne dans Arabidopsis est suffisant pour comprendre ce mécanisme important dans les plantes, la principale source de nourriture et d'oxygène pour la planète.
Nous avons récemment montré que la domestication de la tomate s'accompagnait d'une décélération significative des rythmes circadiens (Müller et al., 2016). Nous avons localisé les deux mutations responsables, trouvé de forts signaux de sélection pour les gènes sous-jacents, et surtout, montré que les changements dans les rythmes circadiens ont un effet dans les plantes cultivées dans des environnements de production.
Ma proposition ERC en 2016 a été consacrée à générer les outils nécessaires pour construire le premier modèle de l'horloge circadienne dans une plante cultivé, de le comparer avec ce qui est connu chez Arabidopsis et d'étudier son potentiel pour améliorer les performances des plantes pour l'agriculture. La tomate est l'une des rares cultures diploïdes, à croissance rapide et à auto-croisement et il y a une vaste quantité de ressources génétiques, génomiques et moléculaires pour cette espèce. Profitant de la variation déjà présente pour les rythmes circadiens à la tomate et en utilisant la dernière édition de gènes, la génomique et les technologies de biologie moléculaire disponibles pour ce système nous permettra de consolider le domaine de la biologie circadienne dans les plantes cultivées.
Cette année, mon projet ERC a considérablement changé à la lumière de nos nouveaux résultats et il tient compte des suggestions des examinateurs en 2016. Dans cette proposition Templin-ERC, je demande des fonds pour l'assistance technique pour mettre en place le matériel génétique de base et les méthodes pour mon neuf projet ERC, et obtenir les résultats préliminaires qui assureront la faisabilité du projet.