Génétique de la légumineuse Nod-indépendante Aeschynomene evenia pour comprendre l’évolution et les bases de la symbiose rhizobium-légumineuse

Pour permettre l’identification des déterminants moléculaires du processus symbiotique Nod-indépendant, nous allons coupler des approches de génétique directe (mutagenèse pour générer et cribler des mutants de plante déficients pour la nodulation) et de génomique (séquençage du génome d’A. evenia), ce qui devrait accélérer le clonage positionnel des gènes symbiotiques.

Date de début de projet :

01/10/2014

Date de fin du projet :

30/09/2019

Objectifs

Les légumineuses tropicales du genre Aeschynomene utilisent un processus d’infection Nod-indépendant unique qui est considéré comme correspondant à l’état ancestral de la symbiose fixatrice d’azote rhizobium-légumineuse. L’étude de ce système devrait donc permettre de mettre à jour les mécanismes de base du processus de nodulation chez les légumineuses.

Cependant, l’intérêt d’un tel système symbiotique ne fait qu’émerger et les connaissances sur la génétique et la génomique des Aeschynomene est encore limitée. Pour contourner ces limitations, le Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (UMR LSTM) a récemment identifié A. evenia (2n=20, 430 Mb) comme étant une espèce adéquate pour constituer une nouvelle légumineuse modèle (Arrighi et al., 2012 ; 2013).

Pour permettre l’identification des déterminants moléculaires contrôlant le processus Nod-indépendant chez A. evenia, le projet ANR “AeschyNod” (Aeschynomene Nodulation) a 3 objectifs :

  • Générer une population mutagénéisée pour cribler des mutants de plante altérés pour la nodulation,
  • Développer un génome de référence pour A. evenia avec les technologies NGS,
  • Coupler des approches de clonage positionnel et de résequençage pour identifier les gènes symbiotiques.

Localisation

France

Description

Ce projet s’articule en 5 tâches :

  • Tâche 1 : Développer et cribler une population mutagénéisée
    Mise en œuvre d’une mutagénèse EMS et crible sur le phénotype de nodulation
  • Tâche 2 : Caractérisation génétique, moléculaire et cytologique des mutants symbiotiques
    Analyse du déterminisme génétique et du stade de blocage du processus de nodulation des mutants
  •  Tâche 3 : Séquençage génome et transcriptome d’ A. evenia
    Séquençages Illumina et PacBio
  •  Tâche 4 : Développement d’un génome de référence pour A. evenia
    Assemblage et annotation du génome, développement d’un « Gene Atlas »
  •  Tâche 5 : Identification des gènes symbiotiques
    Couplage des approches de clonage positionnel et de résequençage pour identifier les mutations causales des phénotypes de nodulation. Analyse fonctionnelle des gènes symbiotiques et comparaison avec les légumineuses utilisant un processus Nod-dépendant

Partenaires

● Plateforme GeT-PlaGe (Génome et Transcriptome) (Toulouse) : Olivier Bouchez (INRA)

● Plateforme GénoToul Bioinformatics (Toulouse) : Christophe Klopp (INRA)

Equipe

J-F. Arrighi (IRD), M. Boursot (IRD),  F. Cartieaux (IRD), C. Chaintreuil (IRD), P. Czernic (UM2), J. Fardoux (IRD), E. Giraud (IRD), D. Gully (IRD), 

Contractuels AeschyNod

P. Leleux (CDD IE IRD)
Genome assembly for Aeschynomene evenia
Mars 2015 - mars 2016, localisé sur la plateforme GenoToul (Toulouse)

L. Lamy (CDD IE IRD)
Genome annotation for Aeschynomene evenia
Mars 2016 - mars 2017), localisé sur la plateforme GenoToul (Toulouse)

L. Brottier (CDD AI IRD)
Screening of a EMS-mutagenized population of A. evenia for the identification of mutants altered in nodulation
Mars 2016 - septembre 2017, localisé au LSTM

Financement

ANR 14-CE19-0005 « Jeune Chercheur »

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