RICE

Rice, Interspecies Comparison & Evolution

Présentation des thématiques

Contexte général

Les activités de l'équipe RICE sont ciblées sur des questions biologiques en relation avec les hybridations interspécifiques chez le riz et l'identification et le transfert de gènes d'intérêt. En effet, le riz cultivé asiatique, Oryza sativa, représente la principale source de calories pour une large partie de la population mondiale et, face à l'accroissement de cette population, l'augmentation de ces rendements, notamment via une meilleure résistance aux stress, est l'un des défis des années à venir. Une grande richesse géniques et/ou allélique, potentiellement utilisable en sélection, est présente chez des espèces apparentées sauvages ou chez le riz cultivé africain, O. glaberrima, qui est en particulier mieux adaptée aux stress biotiques et abiotiques spécifiques du continent africain. Nous avons développé des ressources génétiques et génomiques nous permettant d'étudier ces gènes ou caractères d'intérêt. Cependant, leur transfert vers O. sativa se heurte à des barrières de stérilité interspécifique et de possibles instabilités génomiques. La compréhension de ces mécanismes et le développement de ressources à même de facilité les introgressions interspécifiques est également au cœur des activités de l'équipe.

 

Projets

 

Développement de ressources génétiques

Nous avons développé une collection de prés de 300 accessions de riz Africains, cultivé et sauvage. Cette collection a été caractérisée par génotypage SNP et le séquençage grande profondeur d'environ 200 accessions est en cours. Nous avons également développé des ponts interspécifiques ou «iBridges », obtenus par contre-sélection d'un gène de stérilité interspécifique et facilitant l'introgression d'allèles d'intérêt de l'espèce O. glaberrima vers O. sativa. Enfin, des populations NAM (Nested Association Mapping) issues de croisements entre les deux sous-espèces de riz Indica et Japonica ont été développées et génotypées par séquençage.

Arbreglabbarthii

Pan core genome

Analyse des pan et core génomes des riz africains

Le pan-génome représente l'ensemble des gènes d'une espèce et regroupe le core-génome, commun à tous les individus de l'espèce, et la part du génome variable entre individus. Grâce au séquençage massif, nous analysons le core-génome et le pan-génome des riz africains cultivés et sauvages. Cette analyse nous permettra d'identifier non seulement des variations alléliques mais aussi des variations géniques associées à des adaptations locales ou à des conditions environnementales particulières. En outre, l'analyse de l'évolution de ces deux compartiments génomiques au cours du processus de domestication permettra également de mieux comprendre les effets d'une spéciation sur la structure des génomes végétaux.

Analyse de la mobilité des éléments transposables en temps réel

Nous avons mis au point une technique de séquençage de la fraction extrachromosomique du génome, ou mobilome, afin d'identifier les éléments mobiles notamment chez différentes espèces de riz, au cours du développement et lors de stress. Les éléments ainsi identifiés nous servent de modèle afin de comprendre le rôle du contrôle épigénétique dans le maintien de la stabilité du génome.

 

Analyse du mécanisme génétique responsable de la stérilité des hybrides entre les deux espèces de riz O. sativa et O. glaberrima

Le gène S1 est le principal facteur génétique impliqué dans la barrière de stérilité entre les espèces O. sativa et O. glaberrima, mais son mode d’action reste mal compris. Nous étudions la nature et la biologie du gène S1par des approches d'analyse d'expression de gène (in situ et Q-PCR), de génétique, d'histologie et de complémentation fonctionnelle, réalisées sur les matériels interspécifiques.

 

Caractérisation des bases génétiques de la résistance au virus de la panachure jaune (RYMV) et du contournement de ces résistances

La caractérisation de gènes de résistance contre le RYMV est un enjeu majeur dans la lutte contre cette maladie, endogène à l'Afrique. Les résistances sont rares chez O. sativa, tandis qu'elles sont à la fois plus fréquentes et plus diverses chez O. glaberrima. Nous caractérisons les sources et gènes de résistance impliqués et nous analysons leur contournement par le virus de manière à optimiser les stratégies de déploiement des différentes sources de résistance au champ.

Carte genes rymv

Intégration de données pour la génomique fonctionnelle

La gestion des données dans le contexte de recherche de l'équipe (intégration des données et connaissances multi-échelles) nécessite le déploiement d'architectures particulières (architectures distribuées, cloud, intégration sémantique via des ontologies). Nous nous intéressons particulièrement à la gestion de données massives (NGS, phenotypage haut débit, workflows) dans le cadre de collaboration avec l’Institut de Biologie Computationnelle de Montpellier (IBC).

Composition de l'équipe : Permanents, IRD

  • Laurence Albar, CR, responsable d'équipe
  • Sophie Chéron, TR
  • Harold Chrestin, TR
  • Christine Dubreuil, IE
  • Alain Ghesquière, DR
  • Pierre Larmande, IE
  • Mathias Lorieux, DR, basé au CIAT, Colombie
  • Marie Mirouze, CR, basée à l'UPVD, Perpignan
  • François Sabot, CR

 

Accueils en cours

  • Andres Gutiérrez, doctorant, 2011-2015
  • Cécile Monat, doctorante, 2013-2016
  • Hélène Pidon, doctorante, 2013-2016
  • Sophie Lanciano, doctorante, 2014-2017

Principales collaborations

Upvd 1

 

Ibc

Ciat 1

Africa rice 2

Grisp

Southgreen 1

Autres collaborations

  • CIRAD, SouthGreen
  • Laboratoire Mixte International LAPSE, IRD/UCAD, Sénégal
  • Laboratoire Mixte International PathoBios, IRD/INERA, Burkina Faso
  • Laboratoire Mixte International RICE, Vietnam
  • IRRI, Philippines
  • FAST/Dassa – Université D' Abomey-Calavi, Bénin
  • Université de Naples, Italie
  • Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brésil
  • The University of Sheffield
  • Yale University

 

Projets financés récents ou en cours

  • ANR JCJC, EXTRACHROM, porteur, 2014-2017
  • France Génomique Massive Sequencing, Projet IRIGIN, porteur, 2013-2017
  • ANR Blanc, AfriCrop, participant, 2013-2017
  • LABEX NUMEV, LANDPan-TOGGLE, porteur, 2015-2016
  • SPIRALES, MENERGEPdb, porteur, 2015
  • OpenScience Agropolis Fundation, SURvEY, porteur, 2015
  • FIRST Cariplo/Agropolis Fondation, xxx, participant, 2013-2015
  • SPIRALES, Framboisine, porteur, 2014
  • OpenScience Agropolis Fondation, RETROCROP, porteur, 2013-2014
  • Global Rice Science Partnership, MENERGEP, participant, 2012-2014
  • OpenScience Agropolis Fondation, ChloroDiv, participant, 2013-2014

 

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