Caractérisation multi-omique du rôle des mécanismes de protection contre l'autoxicité dans l'évolution de défenses métaboliques chez les Solanacées – EVOMET

De nombreux métabolites spécialisés de plantes (MSPs) agissent comme défenses chimiques. L’interruption génétique d'étapes de leur biosynthèse peut conduire à des symptômes d’autotoxicité et de retard de développement, indiquant que la mise en place de mécanismes biochimiques de protection est une pression de sélection clé dans l'évolution des MSPs. Comprendre comment ces mécanismes de protection contre une autotoxicité potentielle co-évoluent avec l’apparition de nouvelles fonctions défensives reste largement ignore et nécessite de tester trois prédictions principales : (1) les gènes associés aux mécanismes de prévention de l'autotoxicité de MSPs évoluent sous pressions de sélection positive ; (2) l’expression de ces gènes est enrichie dans les tissues en forte croissance et différenciation ; et (3) des pressions de sélections proches sont détectées à l’échelle tissulaire chez les espèces proches et partageant une même innovation défensive. Le projet EVOMET s’appuie sur nos découvertes sur la biosynthèse et (auto)toxicité des glycosides diterpèniques ainsi que sur d’autres travaux sur les glycoalcaloïdes stéroïdiens (SGAs). Les objectifs du projet sont (i) d’établir, pour huit espèces de Solanacées, des atlas combinant métabolomique et transcriptomique afin d’effectuer une caractérisation exhaustive de la diversité biochimique pour ces deux voies métaboliques; (ii) de retracer leur évolution moléculaire et caractériser les gènes sous sélection positive ; et (iii), comme cas d’étude fonctionnelle, de découvrir les mécanismes, encore inconnus, d’autoxicité des SGAs via une combinaison de « single-cell genomics » et manipulations génétiques. La démarche intégrative du projet EVOMET permettra un changement de paradigme dans l’exploration de l’évolution des défenses végétales, fournira des informations clés pour de nouvelles stratégies de protection des cultures végétales et permettra la transposition de nouveaux outils multi-omiques en biologie évolutive des plantes.