Mots-Clés
assemblage
annotation
genomique comparative
repeats
plantes
oleastres
Description
Stage de MASTER 2 : Assemblage et annotation de génomes d’oléastres
Infrastructure d’hébergement :
UMR DIADE, IRD Montpellier, équipe DYNADIV
Encadrants :
Philippe Cubry, philippe.cubry@ird.fr ; Julie Orjuela, julie.orjuela@ird.fr
Contexte :
L’olivier, Olea europea L., est une plante pérenne emblématique du bassin méditerranéen. Deux hypothèses majeures concernant sa domestication ont été émises, l’une d’une domestication unique dans le levant suivie d’une migration vers l’ouest des populations cultivées pouvant localement s’hybrider avec des populations d’oléastres (oliviers sauvages) présentes dans les milieux colonisés (Besnard et al., 2013 ; 2018 ; Khadari & El Bakkali, 2018 ; Gros-Balthazard et al., 2019), l’autre d’une domestication multiple dans l’est et le centre du bassin méditerranéen avec des flux de gènes complexes dans les zones de contact (Diez et al, 2015 ; Julca et al., 2020 ). Dans les deux cas les populations cultivées de l’Ouest méditerranéen sont vraisemblablement arrivées par migration secondaire depuis les centres de domestication. L’une de nos récentes études (Zunino et al, 2024) a pu mettre en évidence l’importance de l’introgression des populations sauvages (oléastres) de l’Ouest méditerranéen par les populations cultivées, tout en attestant de l’existence d’un compartiment sauvage relictuel. Dans ce contexte de menace de disparition du compartiment sauvage originel en Méditerranée occidentale, il apparaît nécessaire de caractériser au mieux la diversité génétique et génomique de celui-ci et d’identifier ses particularités, notamment par rapport au compartiment cultivé. Nous proposons donc de séquencer deux génomes sauvages de l’Ouest Méditerranéen (taille du génome 1,4 Gb), à l’aide de long fragments (technologie Oxford Nanopore – ONT) , de réaliser leur assemblage de novo, de les annoter et d’effectuer une première étude de comparaison de génomes avec les génomes de référence déjà disponibles pour l’olivier. Ce stage s’incorpore dans le projet DoForChange financé par le PEPR Forestt et pourra permettre d’échanger avec des chercheurs de différentes unités et des partenaires marocains.
Problématique :
Le projet de stage vise à 1) assembler et annoter deux génomes d’oléastres 2) identifier de possibles variations structurales caractéristiques des oléastres par comparaison avec les génomes de référence cultivés.
Déroulement du stage (acquisition de données, modélisation, résultats attendus etc.):
Les données ONT seront générées en amont du stage et concerneront au moins un oléastre français et potentiellement un espagnol ou marocain. Le/la stagiaire mettra en œuvre des approches de bio-informatique classique (Contrôle de qualité des runs de séquençage, base-calling, filtrage des reads). Il/elle réalisera des assemblage de novo par accession, le polishing des assemblages et contrôlera leur qualité. Un scaffolding guidé par un génome de référence pourra être réalisé afin de comparer la qualité de l’assemblage avec et sans guide. Une annotation des éléments répétés et un transfert d’annotation depuis la référence pourront également être menés. Une comparaison de génomes sera effectuée afin d’identifier des variants structuraux propres aux oléastres. L’identification des variants dans les sauvages permettra d’identifier de possibles introgressions sauvages vers cultivés.
Méthodes, techniques, outils à utiliser :
– Utilisation de la ligne de commande (environnement UNIX et shell)
– Environnement de calcul (cluster)
– Outils bio-informatiques divers, outil d’assemblage et de polissage de reads ONT
– Gestionnaire de workflow (snakemake) et utilisation de conteneurs (apptainer)
– Langage Python et/ou R