Mots-Clés

évolution, analyses de sélection (Ka/Ks, McDonald-Kreitman), symbiose rhizobium-légumineuses, génomique comparée, transporteur ABC (BacA/BclA)génomique comparée, transporteur ABC (BacA/BclA)

Description

“Analyse de la trajectoire évolutive du gène bacA/bclA dans différentes espèces de rhizobium exposés ou non à la différenciation terminale des bactéroïdes”

Contexte scientifique
La symbiose rhizobium-légumineuses joue un rôle écologique majeur dans le cycle de l’azote et la fertilité des sols, en permettant aux plantes de la famille des légumineuses de mettre en place la fixation biologique de l’azote au sein d’organes racinaires, les nodosités, qui hébergent des bactéries diazotrophes (ie. les rhizobia). Certaines plantes légumineuses ont mis en place une stratégie d’exploitation de leur partenaire microbien, en induisant une différenciation cellulaire terminale des bactéries, via la production de peptides antimicrobiens au sein des nodosités (peptides NCR). Pour survivre à ce stress, les bactéries nécessitent un transporteur ABC de la famille BacA/BclA. Toutefois, ce programme de différenciation n’est pas présent chez toutes les légumineuses, tandis que le gène bacA/bclA est retrouvé dans tous les génomes de rhizobia. Son statut de gène symbiotique ou de gène de ménage reste donc à déterminer, et sa trajectoire évolutive pourrait être différente selon que la plante hôte induise ou non la différenciation terminale.

Objectifs du stage
Afin de comprendre la trajectoire évolutive du gène bacA/bclA, nous proposons d’étudier les pressions de sélection agissant sur ce gène en comparant le taux de substitution synonyme / non-synonyme entre des couples d’espèces de rhizobia exposées ou non à ce programme de différenciation terminale. Les principales étapes du travail consisteront à
● constituer des jeux de données pertinents en choisissant les génomes de meilleure qualité et les plus représentatifs de la diversité de chaque espèce de rhizobium
● construire et analyser les caractéristiques du pangénome de chaque espèce
● analyser en détail les caractéristiques évolutives du gène bacA/bcla ainsi que des gènes de ménage et des gènes symbiotiques (impliqués dans la mise en place de l’interaction - gènes nod - ou impliqués dans le métabolisme de la fixation d’azote - gènes nif) dans chacune des espèces. Il s’agira notamment d’analyser et comparer les taux de mutation synonyme et non-synonyme en intra- et en interspécifique dans les différents jeux de données en utilisant le test de McDonald-Kreitman.

Compétences recherchées
● Étudiant en Master 2 ou équivalent ayant des compétences en agronomie, microbiologie, écologie, génomique et génétique
● Connaissances de base en bioinformatique et en statistiques (Utilisation de l’environnement Unix, du langage R, de logiciels bioinformatique en ligne de commande)
● Intérêt pour les symbioses eucaryotes-procaryotes, connaissance de base sur la biologie des plantes
● Une expérience ou motivation pour la biologie évolutive et/ou la phylogénomique seront un plus.

Organisation pratique
Localisation principale à Jouy-en-Josas, avec des déplacements réguliers/réunions de coordination à Versailles.