Nouvelles méthodes favorisant la formation de crossovers dans des régions froides pour la recombinaison – T-RECS

La recombinaison méiotique est centrale à l’hérédité, l’évolution et l’amélioration génétique des espèces. Elle est utilisée par les sélectionneurs pour créer de nouvelles variétés élites performantes, à faible impact environnemental et adaptées à des environnements changeants. Cependant, cette amélioration est contrainte par le faible nombre et la répartition distale des crossovers (CO : échanges réciproques d’ADN entre chromosomes). Un obstacle important à surmonter correspond à la capacité de réaliser des COs dans des régions où ceux-ci ne se forment pas naturellement ou rarement (par exemple, régions péricentromériques, introgressions interspécifiques). Chez de nombreuses espèces végétales et animales, il a été observé que la présence de chromosomes accessoires et/ou surnuméraires entraînait une augmentation des CO, y compris au niveau des péricentromères. Ces différentes études suggèrent collectivement l'existence d'un mécanisme commun et fundamental qu’il reste à élucider. Les connaissances les plus approfondies sur ce phénomène (dénommé ici comme ‘3xRec’) sont issues des travaux de l’investigateur principal de ce projet, qui a utilisé des allotriploïdes de B. napus (colza) comme modèle. Au vu des connaissances actuelles sur ce phénomène (notamment issues de précédents projets ANRs: ‘CROC’ et ‘Stirrer’), nous proposons (i) d'investiguer plus finement les mécanismes sous-jacents à ‘3xRec’; (ii) de determiner si il est possible d'augmenter encore plus ses effets; (iii) ou encore d’identifier de potentiels autres avantages liés à ce phénomène. Plus précisément, nous déterminerons si les mêmes effets que ceux observés chez des allotriploïdes de Brassica existent chez les lignées trisomiques d'Arabidopsis thaliana, qui portent trois copies d'un chromosome donné au lieu des deux habituelles, indiquant l’existence d’un mécanisme commun et partagé entre espèces végétales. Nous analyserons ensuite la dynamique de progression de la recombinaison à travers les différentes phases de la méiose mâle afin de tester l'hypothèse selon laquelle des chromosomes supplémentaires induisent des modifications de la dynamique de formation des précurseurs de recombinaison et des COs chez ces deux espèces. Nous établirons également la contribution des différentes classes de CO (I ou II) à ‘3xRec’. Deuxièmement, nous explorerons la possibilité d'améliorer les bénéfices apportées par ce phénomène en inactivant respectivement des gènes méiotiques ou épigénétiques impliqués dans la répression des CO ou modifiant leur distribution. Troisièmement, nous étudierons le potentiel de ‘3xRec’ pour réduire la taille d'une grande introgression et provenant d’une espèce distante chez le colza. Cette introgression porte un gène de resistance à un maladie importante du colza mais aussi d’autres allèles défavoraborables, empêchant son utilisation en selection. Au final, ce projet constituera une véritable avancée dans l’identification, chez des espèces végétales diploïdes et polyploïdes, de nouvelles méthodes innovantes permettant de relocaliser ou d'augmenter la formation de CO dans des régions qui n’en présentent normallement pas, telles que dans les régions péricentromériques ou dans les introgressions provenant d’espèces distantes.