Evolution des chromosomes sexuels et des systèmes de déterminisme du sexe chez l'igname – EvoSexYam

Les trajectoires évolutives divergentes des chromosomes sexuels et du déterminisme sexuel au sein d'une même famille de plantes ont longtemps suscité l'intérêt de la communauté scientifique. Chez les ignames (Dioscorea spp.), plantes à tubercules d'importance économique alimentant plus de 500 millions de personnes dans les territoires français d'outre-mer, l’Afrique, les pays insulaires du Pacifique et les Caraïbes, une diversité de systèmes de détermination sexuelle a été observée, comprenant les types XY, ZW et XO. Cependant, les séquençages complets du génome des ignames ont révélé une forte colinéarité entre les espèces. Le caractère quasi-dioïque du genre Dioscorea constitue une contrainte majeure dans les programmes d'amélioration variétale. En effet, les ressources génétiques disponibles pour toutes les espèces d'ignames sont largement dominées par un seul phénotype sexuel, limitant ainsi les possibilités de croisements et les stratégies de sélection pour des améliorations génétiques.

Des changements spontanés de sexe et l'apparition de génotypes monoïques ont été observés dans certaines espèces d'ignames, telles que D. rotundata et plus récemment chez D. alata (découvert par notre équipe), suggérant la possibilité de modifier le phénotype sexuel des ignames. L'objectif d'EvoSexYam est donc d'élucider les trajectoires évolutives des chromosomes sexuels et des systèmes de détermination sexuelle chez les ignames afin de contrôler le phénotype sexuel pour une plus grande efficacité dans les programmes d'amélioration. Notre ambition est de générer à la fois des connaissances fondamentales et pratiques au sein d'une famille de plantes qui a reçu relativement peu d'attention, offrant ainsi des enseignements précieux pour d'autres cultures dioïques économiquement importantes.

Plusieurs questions de recherche clés seront abordées : (i) Quelles sont les bases génétiques du déterminisme sexuel chez les ignames ? (ii) Comment les chromosomes sexuels ont-ils évolué chez les ignames ? (iii) Quels sont les mécanismes sous-jacents aux changements spontanés de sexe et à la formation de génotypes monoïques chez les ignames ? (iv) Comment induire un phénotype sexuel désiré chez les ignames ? Le projet combinera les domaines de la génomique évolutive et fonctionnelle, de la bioinformatique, de la biologie moléculaire et de la génétique quantitative pour répondre à ces questions de recherche.