Mots-Clés

assemblages lineage-specific (LS) chromosomes mimp effecteurs transposons gènes associés à la virulence

Description

Annotation et structure génétique des Foc-TR4 et lignées proches

Encadrement : Sébastien RAVEL (sebastien.ravel@cirad.fr) et Emmanuel WICKER (emmanuel.wicker@cirad.fr), UMR PHIM, Montpellier

Les techniques de séquençage de nouvelle génération ont permis de mieux cerner les mécanismes moléculaires liés à l’adaptation des pathogènes de plante à de nouveaux hôtes ou de nouveaux environnements. Les relations entre variation de structure génomique et évolution des champignons pathogènes sont ainsi de plus en plus documentés (Eschenbrenner et al., 2020, Plissonneau et al., 2018). Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) est un champignon ascomycète haploïde, responsable d’une maladie majeure du bananier (« Fusarium wilt of Banana»). L’émergence de la lignée « Tropical Race 4 » (FOC-TR4) suscite de fortes inquiétudes pour la pérennité de cette culture (Ordonez et al., 2015), d’autant plus que son expansion mondiale a brusquement accéléré depuis sa sortie d’Asie en 2013. Nous faisons l’hypothèse que cette accélération brusque n’est pas seulement liée à la globalisation des échanges, mais aussi à des changements génotypiques dans cette lignée. Des « chromosomes accessoires » ont d’ailleurs été décrits dans le génome de F.oxysporum (Yang et al., 2020).

L’objectif de ce stage est donc de générer des génomes de référence de Foc-TR4 issus de deux instant clés de l’émergence, pour ensuite comparer leurs architectures génomiques à celles d’isolats phylogénétiquement proches. En effet, plusieurs génomes de FOC-TR4 et non-TR4 sont accessibles sur NCBI, les génomes de qualité chromosome-level manquent, à part Fol (Ma et al., 2010, Ayhan et al., 2018) et Fo 47 (Wang et al., 2020).

Matériel biologique, ressources génomiques

Le laboratoire dispose de 4 génomes séquencés en technologie long-read (Oxford Nanopore, technologie PromethIon): deux génomes de TR4 (issus respectivement de la phase asiatique de la maladie, et de la phase mondiale) et deux génomes non-TR4 du même clade. Les assemblages seront disponibles au début du stage (pipeline CulebrONT) (Orjuela et al., 2021).

Objectifs du stage

1.Annotation structurale et fonctionnelle

Les stratégies d’annotation seront inspirées de la bibliographie sur FOC (Achari et al., 2020, Thangavelu et al., 2021, Warmington et al., 2019) et les F.oxysporum proches, notamment F.o. f .sp. cepae (Armitage et al., 2018). Il s’agira notamment de : • Identifier les répertoires de gènes associés à la pathogénicité, par l’utilisation de plusieurs outils : PHI-BASE, funannotate, autres selon (Achari et al., 2020) • Etudier la distribution de ces effecteurs sur le génome : localisation chromosomique, proximité de zones répétées • Faire un inventaire des zones répétées et éléments transposables • Etudier leur distribution sur les chromosomes, par famille de transposons • Etudier leur association avec les gènes de virulence • Identifier le core-génome, pangénome, cloud, etc..

2. Comparaison des structures génomiques

L’objectif de cette partie est d’établir et comparer les structures génomiques des VCG0120, VCG0121, et VCG01213/16. Sur chaque assemblage, il s’agira de déterminer le nombre de chromosomes présents, notamment par comparaison avec les quelques assemblages de niveau chromosome disponibles dans l’espèce F. oxysporum (Fol, Fo47 (Wang et al., 2020)). Il s’agira également d’identifier les chromosomes « lineage-specific ». Les éventuelles ruptures de synténie devront être identifiées. De même, les zones de recombinaison seront recherchées et identifiées.

Rémunération :

Gratification mensuelle de 600 €.