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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR GDEC

UMR 1095 Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales

1. Séquençage du génome du blé tendre

Objectif : Produire une séquence de référence du génome du blé tendre

Le blé est la dernière céréale majeure pour laquelle aucune séquence génomique de référence n’est encore disponible, même si toutefois, plusieurs ébauches de séquences du génome hexaploïde et des diploïdes apparentés ont été produites (Brenchley et al., 2012; Jia et al., 2013; Ling et al., 2013; IWGSC 2014). L’intérêt d’assembler une séquence de référence a été clairement démontré chez le riz, avec notamment le développement de marqueurs moléculaires ou de plateformes de génomique fonctionnelle, et le clonage de gènes d’intérêt agronomique (Hao and Lin, 2010; Jiang et al., 2012).

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La complexité du génome du blé constitue un frein à son séquençage. Une solution réside dans le fait de réduire cette complexité via le tri de chromosomes en cytométrie de flux, approche qui permet de s’affranchir partiellement des problèmes liés aux séquences d'ADN répétées, due notamment à la présence de trois sous-génomes homéologues au sein du même noyau chez le blé tendre.

Dans ce contexte, l'unité GDEC a démontré la faisabilité de cette approche chromosome-par-chromosome au travers de l’étude d’un chromosome modèle : le chromosome 3B (~900 Mb, plus de 2 fois la taille du génome du riz). Après la construction de la carte physique du chromosome 3B (Paux et al. 2008), nous avons produit et publié la première séquence de référence d'un chromosome de blé dans le cadre du projet 3BSEQ (financé par l'ANR et FranceAgrimer) en collaboration avec le Genoscope et l’URGI notamment. L'intégration des données générées dans ce projet a notamment permis d'assembler une séquence de référence (appelée "pseudomolécule") du chromosome 3B représentant 774 Mb, une première au niveau international (Choulet et al. Science 2014).

Nous avons développé une suite d'outils bioinformatiques dédiés à l'analyse de cette séquence, dont le pipeline TriAnnot pour l'annotation des gènes et des éléments transposables. Les analyses que nous avons menées sur le chromosome 3B ont permis de mieux comprendre les relations qui existent entre l’organisation du génome, la recombinaison méïotique,  l’expression des gènes, l’évolution du contenu en gènes (les duplications de gènes, notamment) et la dynamique des éléments transposables.

En parallèle, l'équipe SEVEN participe activement à la coordination des recherches menées dans le cadre du Consortium IWGSC. Ainsi, nous avons participé à l'établissement d'une séquence partiellement assemblée du génome complet du blé tendre publiée en 2014 (IWGSC Science 2014).

Projet

Si le séquençage et l’analyse du chromosome 3B sont un pas de géant pour la génomique du blé, ils ne représentent qu’un vingt-et-unième de la tâche. L’accès à une séquence de référence du génome de blé a été reconnu comme une priorité par les ministres de l’agriculture des pays du G20. Dans ce contexte, l’IWGSC a déposé auprès du G20 un projet visant à compléter le séquençage dans un délai de trois ans. Notre groupe a été identifié comme le laboratoire de référence au niveau mondial pour les aspects d’ancrage, d’assemblage des pseudomolécules et d’annotation. Grâce à l'engagement de l'INRA vis à vis de l'IWGSC, et dans le cadre du projet WheatSeq (France Génomique 2013), notre équipe, en collaboration avec le Genoscope, le CNRGV, les équipes de J. Dolezel (IEB, République Tchèque), A. Korol (The Institute of Evolution, Israël) et Bayer CropScience, a initié le séquençage des chromosomes 1B et 4B. Les analyses conduites précédemment sur le chromosome 3B seront étendues à ces deux chromosomes dans un premier temps, puis à l‘ensemble du génome au fur et à mesure de la disponibilité des autres séquences de référence.