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UMR GDEC

UMR 1095 Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales

Aspect structural de la recombinaison : distribution des évènements de CO et impact des caractéristiques de la séquence


a. Impact de la séquence sur la recombinaison

Jusqu’à présent, nous avons montré que le contenu en gènes avait vraisemblablement un effet majeur sur l’apparition des CO. Cependant, nous avons également montré qu’il y a une absence de recombinaison dans les régions péri-centromériques alors que le pourcentage en séquences codantes dans ces mêmes régions est loin d’être négligeable (Choulet et al (2010) Plant Cell 22: 1686–1701 ; Rustenholz et al, en préparation). D’autres facteurs sont donc impliqués dans cette distribution non homogène. La mise à disposition dans les mois prochains de la séquence complète ordonnée du chromosome 3B (projet ANR 3BSEQ) va nous permettre de répondre de façon plus approfondie à cette question en comparant la séquence dans des régions avec des taux de recombinaison plus ou moins forts. En particulier, nous nous attacherons à identifier au niveau des points chauds de recombinaison des séquences consensus qui pourraient être modifiées (méthylation) ou absentes des régions non recombinogènes.


b. Analyse comparative de la recombinaison sur les génomes homéologues

Nous avons montré au niveau du ctg0954b que la recombinaison n’était pas homogène mais que sa distribution était néanmoins conservée entre des populations différentes. En particulier, sur cette zone de quelques mégabases, le contenu en gènes et le polymorphisme semblent avoir un effet majeur. Le contenu en gène reste très conservé entre les génomes homéologues alors que le taux de polymorphisme varie grandement, en particulier sur le génome D où il est particulièrement faible. Nous proposons donc de comparer la recombinaison dans cette région sur les trois chromosomes homéologues (3A, 3B, 3D) afin d’observer si les profils sont conservés ou s’ils sont différents entre les trois. Les éléments transposables étant extrêmement différents entre génomes homéologues, il est probable que la conservation des profils sera indicative une fois de plus de l’implication des gènes dans la recombinaison dans cette zone. La région correspondant au ctg0954b a été isolée sur les chromosomes homéologues 3A et 3D et elle a été séquencée (collaboration internationale avec l’Université du Kansas, USA et l’IEB d’Olomouc, Rep. Tchèque).

c. Analyse comparative du gradient de recombinaison dans d’autres contextes de ploïdie

La diversité génétique des céréales est très étendue et il existe des espèces avec des niveaux de ploïdie (depuis diploïdes à hexaploïdes) et des modes de reproduction (allogames et autogames) très différents. L’objectif est de comparer les profils de recombinaison dans ces différents contextes afin de voir s’ils sont conservés ou si au contraire, il existe une variation entre diploïdes et polyploïdes qui pourrait être due aux évènements successifs de polyploïdisation ayant abouti à la création du blé tendre. Des populations impliquant différents types de matériel (diploïdes (A, B, D), tétraploïdes (cultivés et sauvages), hexaploïdes) ont été développées par l’INRA de Montpellier (collaboration Jacques David) et pourront être analysées.

d. Analyse de l’impact de la recombinaison sur le taux de GC

La recombinaison est un processus particulier de réparation des cassures double brin de l’ADN. Elle est connue pour générer des taux de mutations importants en particulier avec un excès de mutation vers les bases GC. Cependant, nous n’avons à l’heure actuelle, aucune idée précise de ce taux de conversion chez le blé tendre. Dans le cadre du projet 3BSEQ, nous allons générer une séquence complète ordonnée du chromosome 3B de la variété de référence Chinese Spring ainsi que des séquences partielles (10X) de ce même chromosome dans d’autres variétés représentatives de la variabilité génétique mondiale (une cinquantaine de variétés). L’analyse comparative des séquences et des taux de recombinaison observés (cf. projet 1) va permettre d’évaluer l’impact de ce phénomène sur les taux de mutations.

e. Etude cytogénétique de la recombinaison

La recombinaison se matérialise au niveau cytologique par l’apparition de chiasmas ou nodules de recombinaison qui peuvent être visualisés par hybridation in situ ou coloration chromatinienne. En particulier, les cassures doubles brins qui constituent la première étape nécessaire à l’apparition des chiasmas et la réparation des cassures en conversion génique ou en crossing-over peuvent être visualisées à l’aide d’anticorps spécifiques. Nous proposons de comparer la distribution des cassures doubles brins le long des chromosomes afin d’observer s’il n’existerait pas un biais vers la conversion génique près des centromères et vers les crossing-over près des télomères. La distribution des nodules pourra être étudiée et comparée à la répartition des contigs physique de la carte afin d’essayer de corréler les résultats aux données de séquence.