Société Française de Bioinformatique

Mots-Clés

intégration omiques blé tendre stress thermique mixOmics

Description

Description du contexte et des objectifs du stage :
Le blé tendre (Triticum aestivum L.) est la culture céréalière la plus importante au monde en termes
de superficies récoltées et d’échanges commerciaux. Dans l’alimentation humaine, il est
généralement consommé sous forme de produits transformés (principalement le pain) et couvre
environ 20 % de nos besoins en calories et en protéines totales. Sa transformation nécessite une
bonne qualité technologique dont les déterminants principaux sont la concentration et la
composition en protéines de réserve (PR) du grain car celles-ci sont à l’origine du réseau de gluten.
Outre l’effet du génotype, la nutrition en azote et en soufre de la plante et l’environnement
influencent la synthèse des PR, connues pour leur richesse en acides amines soufrés, et leur
polymerisation via la formation de ponts disulfures. Le changement climatique va impacter à la fois la
production et la valeur d’usage du blé. Il a été montré que la nutrition soufrée pourrait être un
moyen de limiter les effets d’un stress thermique (Tao et al., 2018; Bonnot et al., 2023).
Dans ce contexte, le projet TempSo vise à évaluer les effets de la nutrition S sur l’adaptation du blé
tendre au réchauffement climatique et le maintien de sa qualité technologique. Une expérimentation
en conditions contrôlées avec deux variétés de blé tendre contrastées pour la stabilité de la qualité a
été réalisée selon les modalités suivantes : deux périodes d’application du stress pendant le
development du grain, un apport ou non de soufre à floraison et les témoins correspondants (soient
six modalités).
Les effets du stress thermique et de la nutrition soufrée, seuls ou en combinaison, ont été évalués à
maturité en mesurant les différentes composantes du grain. Afin d’identifier des acteurs
moléculaires et des voies métaboliques impactés par le stress thermique et/ou la nutrition soufrée,
des données -omics (protéome, transcriptome, métabolites, hormones) ont été obtenues sur des
grains récoltés avant et après le stress thermique.
L’objectif du stage est de réaliser une étude intégrative de ces données via l’utilisation de l’outil
mixOmics (https://mixomics.org/) disponible sous R afin d’intégrer les réponses du grain au stress
thermique combiné à un apport de soufre aux différents niveaux omiques pour faire le lien avec la
qualité du grain.

Déroulement du stage (attendus) :
- Pendant les 2 premiers mois, l’étudiant.e s’appropriera son sujet (recherche
bibliographique, prise en main des jeux de données et des outils d’analyse)
-Pendant le 3ème mois, il.elle approfondira sa connaissance de chaque jeu de données
(données phénotypiques mesurées sur le grain à maturité, données omiques) en les
analysant séparément pour mettre en évidence les variables importantes de chacun de ces
jeux. Il.elle bénéficiera des résultats acquis par la doctorante travaillant sur le projet. Sur la
base de ce travail, il.elle réfléchira à quels jeux de données pourront être intégrés. Alors,
il.elle veillera à tous les structurer au format demandé par l’outil d’intégration en
réfléchissant au traitement des données manquantes pour préparer l’étape suivante.
- Les mois 4 et 5 seront dédiés à l’intégration des jeux de données. Il faudra alors réfléchir au
meilleur modèle possible parmi ceux proposés par MixOmics pour identifier les relations
entre les jeux de données omiques et le maintien de la qualité (variables phénotypiques) en
réponse au stress thermique (précoce ou tardif) et à l’apport de soufre.
Le mois 6 sera consacré à la mise en forme des résultats, la rédaction du rapport et la
préparation de la soutenance. L’étudiant.e devra aussi organiser correctement ses données,
les scripts produits afin que l’équipe d’accueil puisse les utiliser facilement.

Compétences requises :
-maîtrise de R
-intérêt pour les biostatistiques
-Intérêt pour l’analyse de données omiques
-Curiosité sur les mécanismes de développement du grain et ceux impliqués dans les
réponses à l’environnement abiotique