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Proposition de sujet de stage de Master 2, année scolaire 2018/2019

Date de mise à jour : 11 octobre 2018

Recherche d’hétérozygoties structurelles de grandes tailles chez les agrumes d’origines interspécifiques ; implications sur les ségrégations et recombinaison chez les structures hybrides

Contexte

L’étude des variations structurelles de grandes tailles (LSVs) présente un intérêt majeur pour l’amélioration des plantes cultivées. Lorsqu’elles sont à l’état hétérozygote elles affectent en effet la méiose, en perturbant les appariements chromosomiques et donc la recombinaison et les ségrégations. Les distorsions de ségrégations en résultant complexifient l’analyse de l’architecture génétique des caractères d’intérêt par analyse QTLs. Les méthodes de séquençage de nouvelle génération permettent aujourd’hui d’analyser les variations structurales de grandes tailles. Martin (2014) a développé une approche basée sur la détection de long « reads » discordants par rapport à une séquence de référence et l’analyse simultanée de données de ségrégation sur populations ségrégantes (cartographie génétique ; distorsions de ségrégation). Les agrumes cultivés résultent d’une évolution réticulée à partir de quatre taxons ancestraux (C. reticulata, C. medica, C. maxima et C. micrantha) ayant généré par hybridations interspécifiques et un nombre limité de recombinaisons interspécifiques les espèces dites secondaires (C. sinensis, C. paradisi, C. aurantium, C. lemon et C. aurantifolia etc). Des variations de tailles de génome allant jusque 10% entre taxons ancestraux ont été révélées par cytométrie en flux (Ollitrault et al., 1994) tandis que de fréquentes hétérozygoties cytogénétiques (études de ‘banding pattern’ en particulier) ont été observées pour les espèces secondaires (Guerra, 1993, Carvalho et al., 2005). L’optimisation de l’amélioration par voie sexuée des agrumes requiert une connaissance approfondie des LSVs et de leurs implications sur la recombinaison et les ségrégations.

Objectifs du stage

Adapter les paramètres du pipe-line d’analyse des LSVs de Martin (2014) aux agrumes, à partir de données mate-pair, afin d’étudier l’hétérozygotie structurelle de structures hybrides interspécifiques entre les quatre taxons ancestraux des agrumes cultivés (espèces secondaires d’origine interspécifiques et hybrides récents).

Analyser l’impact des LSVs identifiées entre C. maxima et C. reticulata sur la recombinaison et les ségrégations chez des structures interspécifiques à partir de données GBS sur populations recombinantes.

Données disponibles

  • Ressources pré-établies
    • Séquences de référence des quatre ancêtres
    • Cartes génétiques de référence de 3 taxons ancestraux (C. medica, C. reticulata, C. maxima)
    • Structures en mosaïque interspécifique le long du génome des accessions étudiées
  • Données de séquençage mate-pair
    • 2 représentants de chacun des quatre taxons ancestraux
    • 1 représentant des espèces secondaires impliquant les quatre taxons ancestraux (C. aurantium [C. maxima x C. reticulata], C. sinensis [structure complexe C. maxima / C. reticulata], C. paradisi [C. maxima x C. sinensis], C. lemon [C. aurantium x C. medica],  C. volkameriana [C. reticulata x C. medica], C. aurantiifolia (C. micrantha x C. medica) 
    • 1 hybride direct C. maxima  x C. reticulata (Pamplemousse Pink x Mandarinier Tardia)
  • Données GBS sur populations recombinantes
    • Pamplemoussier Pink x (Pamplemoussier Pink x Mandarinier Tardia) ; C. maxima x (C. maxima x C. reticulata)
    • Pamplemousse Chandler x Pomelo Marsh (C. maxima x (C. sinensis x C. maxima)

Profil souhaité

Etudiant en Master Bioinformatique ou en Biologie des Plantes avec des connaissances affirmées en génétique et un intérêt marqué pour la bioinformatique/bioanalyse et l'analyse de gros jeux de données. Une bonne connaissance d'un ou plusieurs outils de programmation (e.g., R, python, perl, …) et de l'environnement Linux est souhaitable.

Le stagiaire sera basé à Montpellier (UMR Agap) sous l’encadrement conjoint des équipes ‘Structure des génomes’ (SEG) et SEAPAG pour l’analyse des données mate-pair.

Indemnité de stage 

Stage rémunéré, financé par le projet Etendard GenomeHarvest (Fondation Agropolis).

Durée du stage

6 mois

Encadrement

Franck Curk et Patrick Ollitrault (équipe SEAPAG, UMR Agap Cirad-Inra-SupAgro Montpellier) et Guillaume Martin (Equipe Structure et Evolution des Génomes, UMR Agap, Cirad).

Date de mise à jour : 11 octobre 2018

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