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Stage:36
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : SCSV
Equipe d'accueil : Interactions Plantes-Microorganismes
Encadrant(e)(s) : Christophe Jacquet Professeur - Université Toulouse III UMR 5546 CNRS-UPS Équipe Interactions Plantes-Microorganismes Pôle de Biotechnologies Végétales BP 42617, Auzeville 31326 CASTANET-TOLOSAN FRANCE e-mail : jacquet@scsv.ups-tlse.fr tel. +33 (0)5 34 32 38 14
Aphanomyces euteiches, oomycète responsable de la pourriture racinaire du pois, est actuellement la maladie la plus importante en Europe sur cette légumineuse cultivée. Il n’existe pas de lutte chimique efficace pour éliminer ce parasite. L’amélioration génétique de la résistance des cultivars de pois reste actuellement le meilleur espoir pour contrôler l’extension de la maladie.
Pour accélérer les recherches génétiques et mieux comprendre les interactions légumineuses – A. euteiches, un pathosystème a été développé entre la légumineuse modèle Medicago truncatula et cet oomycète. Un couple de lignées sensible / tolérante a été sélectionné pour analyser les mécanismes de résistance partielle observée et identifier les régions du génome impliquées dans ce type de résistance. Une approche de génétique classique a permis d’identifier un QTL de résistance majeur en haut du chromosome 3 de M. truncatula. En utilisant notamment les données de séquençage du génome de M. truncatula, le QTL a été réduit à un fragment génomique d’une centaine de kb contenant une vingtaine de gènes. L’objectif de ce stage est de mettre en place des outils et des stratégies visant à identifier le ou les gènes impliqué(s) dans la résistance partielle à A. euteiches.
Plusieurs approches complémentaires seront menées en parallèle.
i) La région génomique correspondante dans la lignée sensible sera analysée après séquençage et comparée à celle de la lignée résistante pour identifier les différences et cibler des gènes candidats ainsi mis en évidence.
ii) Des constructions avec les séquences de gènes candidats identifiés seront entreprises pour pouvoir transformer des racines de M. truncatula par Agrobacterium rhizogenes. Ces racines seront alors inoculées par A. euteiches dans des expériences de complémentation afin d’identifier l’impact des constructions réalisées sur la résistance des racines transformées.
iii) Parallèlement, pour diminuer encore le nombre de gènes candidats, la région d’intérêt chez la lignée résistante sera réduite par l’ajout de nouveaux marqueurs moléculaires et la combinaison des résultats supplémentaires de phénotypage/génotypage obtenus sur des lignées isogéniques et recombinantes.
iv) Plusieurs souches d’ A. euteiches issues de régions géographiques (France, USA) et d’hôtes (pois ou luzerne) différents seront inoculées sur différentes accessions et lignées quasi-isogéniques, déjà obtenues, pour savoir si la zone du QTL identifiée avec une souche d’A. euteiches de référence est retrouvée. Des analyses en microscopie confocale et de q-PCR devront permettre de confirmer les notations phénotypiques réalisées sur les différentes lignées.
Les techniques utilisées seront donc :
- Bioinformatique (comparaison lignée S/R), recherche de marqueurs moléculaires, analyses de séquences (promoteurs, gènes …)
- Phénotypage – manipulation de micro-organismes (inoculation, microscopie confocale et optique inversée ; analyse de symptômes..)
- Biologie moléculaire (design de marqueurs moléculaires, génotypage, RT-PCR quantitative, clonage de gène et réalisation constructions)
- Transformation génétique par A. rhizogenes / culture in vitro.
Références :
Djebali N., Jauneau A., Ameline-Torregrosa C., Chardon F., Mathé C., Bottin A., Cazaux M., Pilet-Nayel M. L., Baranger A., Aouani M. E., Esquerré-Tugayé M. T., Dumas B., Huguet T. and Jacquet C. Partial resistance to Aphanomyces euteiches in Medicago truncatula is associated with protection of the root stele and is controlled by a major QTL rich in proteasome-related genes. MPMI, 22, 1043-1055
Gaulin, E., Jacquet, C., Bottin, A. and Dumas, B. (2007) Root rot disease of legumes caused by Aphanomyces euteiches. Molecular Plant Pathology, 8, 539-548