Mots-Clés

interaction hôte-pathogène annotation fonctionnelle génomique comparative expression différentielle de gènes

Description

Identification de gènes candidats dans la résistance quantitative du rosier à la maladie des taches noires causée par le champignon Diplocarpon rosae

Acronyme : RoDrIG (Rose-Diplocarpon rosae Interaction Genomics)

La maladie des taches noires, causée par le champignon hémibiotrophe Diplocarpon rosae, est l'une des principales maladies foliaires du rosier de jardin. Les mesures réglementaires visent à diminuer (plan Ecophyto) voire interdire (loi Labbé sur la transition énergétique) l'utilisation des produits chimiques. Une méthode alternative à l'utilisation des produits chimiques est la résistance génétique. Il est donc primordial, tant pour les gestionnaires des espaces publics et privés que pour les producteurs, de connaître les bases génétiques de résistances stables et d'étudier leur durabilité potentielle. Le génotype Rosa x wichurana présente une résistance à la maladie des taches noires qui est stable dans plusieurs environnements et dans différents fonds génétiques. Cette résistance résulte principalement de l'action combinée de deux QTL localisés sur les chromosomes 3 et 5 (Lopez-Arias et al., 2020). Caractériser l'interaction de chacun de ces de ces QTL avec D. rosae, aux niveaux histologique et moléculaire, est indispensable pour progresser vers le clonage des gènes sous-jacents et l'identification de marqueurs pour leur utilisation en sélection.

L'hypothèse qui est faite est que la combinaison des approches d'histologie, d'étude d'expression différentielle de gènes et de génomique comparative permettra de restreindre fortement le nombre de gènes candidats sous les deux QTL étudiés. La question scientifique principale est : quelles sont les fonctions associées à chacun de ces deux QTL ? Cette question principale peut se décliner en quatre sous-questions : i) à quelle étape de l'infection par D. rosae agit chacun de ces QTL ? ; ii) quels sont les processus biologiques impliqués dans ces étapes ?; iii) quels sont les variants génomiques identifiés dans les intervalles de confiance de ces QTL ? ; quels sont les gènes /régions candidat.e.s identifié.e.s sous les QTL, et les fonctions associées aux QTL, suite à la confrontation des réponses apportées aux trois questions précédentes ?

La stratégie envisagée combine expérimentations (tests pathologiques), observations histologiques et analyses bio-informatiques. Dans un premier temps, le/la doctorant.e réalisera des expérimentations pour caractériser des descendants issus du croisement entre la variété sensible R. chinensis 'Old Blush' (OB) et le génotype résistant R. x wichurana (RW), et sélectionnés pour ne présenter que l'un des QTL ou la combinaison des deux QTL. Ces expérimentations permettront d'étudier les interactions entre les QTL et D. rosae au niveau histologique, et d'identifier les stades d'infection qui seront étudiés au niveau moléculaire. Le/la doctorant.e aura en charge l'analyse des données obtenues par séquençage RNA-seq des stades choisis. La séquence du génome de OB est disponible (Hibrand-Saint Oyant et al., 2018) et celle de RW sera disponible avant le début de la thèse. Le/la doctorant.e procèdera à l'annotation experte des séquences dans les intervalles de confiance des QTL. Il/elle réalisera la comparaison des séquences des génomes de OB et RW dans les intervalles de confiance des QTL pour identifier les variations potentiellement impliquées dans la résistance. La confrontation de l'ensemble des résultats lui permettra de proposer un mode d'action des QTL et d'identifier un nombre restreint de gènes candidats pour ces QTL.

Compétences scientifiques et techniques requises pour le/la candidat.e : bio-informatique, génétique, biologie moléculaire, goût pour l'expérimentation