Mots-Clés

Génomique génétique recombinaison qualité hybrides interspécifiques vigne

Description

Sujet de thèse : Analyse génomique des facteurs influençant la localisation des évènements de recombinaison et la ségrégation des déterminants génétiques de la qualité en contexte interspécifique dans le genre Vitis

Comme les autres cultures européennes, la viticulture se trouve face au défi majeur de la transition vers des pratiques à faible impact environnemental tout en maintenant un haut potentiel qualitatif et en anticipant les effets du changement climatique. Pour faire face à ces challenges, INRAE a lancé en 2000 un programme de création de variétés de vigne résistantes à ses principaux pathogènes fongiques sur la base de croisements d’individus de différentes espèces de Vitis. Cette preuve de concept, menée par l’UMR SVQV (INRAE Grand Est Colmar), a abouti depuis 2018 à la création de neuf nouvelles variétés de vigne à la fois qualitatives et porteuses de deux gènes de résistance au mildiou et deux gènes de résistance à l’oïdium, permettant de réduire le nombre de traitements fongicides d’une douzaine en moyenne par an à seulement 1 ou 2. Cette innovation a été suivie de nombreuses sollicitations par les différentes régions viticoles françaises qui souhaitent le développement de variétés présentant la typicité associée à leur terroir et génétiquement résistantes. Ce nouvel enjeu est considérable puisqu’il s’agit de combiner à la fois plusieurs locus de résistance au mildiou et à l’oïdium de la vigne mais également des locus impliqués dans la résistance au blackrot, l’adaptation au changement climatique, la qualité et la typicité.

Pour répondre à un tel défi, la stratégie mise en œuvre est le recours aux croisements entre deux parents avec une part de génome sauvage variable, portant spécifiquement des caractères d’intérêt que l’on souhaite combiner en un seul et même génotype. Le succès de cette approche dépend intégralement de la capacité du brassage des génomes parentaux à produire au moins un individu regroupant tous les caractères recherchés qui repose sur la recombinaison génétique. L’objectif global du projet est ainsi de mieux comprendre la recombinaison méiotique chez la vigne, plus particulièrement la probabilité de transmission d’une région génomique d’origine sauvage porteuse d’un caractère d’intérêt ou au contraire indésirable. L’exploration d’éventuels compromis entre caractères de résistance et de qualité permettra d’optimiser la création des vignes du futur. L’originalité de ce projet repose à la fois sur son modèle d’étude, la vigne, une espèce pérenne, hétérozygote et à multiplication végétative, pour laquelle la recombinaison n’a pas été étudiée de façon approfondie jusqu’à présent mais aussi sur l’approche de biologie intégrative mise en œuvre à partir de données omiques de nature variée et sur l’objectif appliqué à la création variétale.

Le/La doctorant(e) devra répondre à la question de recherche suivante : Quels sont les facteurs génomiques influençant la localisation des crossing-overs et la ségrégation des déterminants génétiques de la qualité dans différents contextes interspécifiques du genre Vitis ?

Pour répondre à cette question, différentes approches sont envisagées :

• Établir des QTL d’intérêt (notamment métaboliques et organoleptiques) sur les populations d’intérêt.
• Tester la colocalisation de ces régions génomiques avec les haplotypes sauvages présents dans les vignes hybrides par chromosome painting, afin de mieux cerner l’impact potentiel de ces régions sur les caractères de qualité.
• Réaliser l’assemblage diploïde phasé des parents des populations pour analyser le niveau de divergence entre les haplotypes sauvages et cultivés.
• Établir les profils de recombinaison à partir de cartes génétiques denses et confronter la fréquence et la localisation des crossing-overs avec la divergence haplotypique dans le but de prédire la ségrégation des caractères d’intérêt dans les prochaines générations de vigne.

Compétences souhaitées :

Connaissances en génétique et en génomique. Connaissances de base en R. Une affinité pour les analyses bioinformatiques sur serveur informatique est souhaitée.

Financement acquis : 50% Région Grand Est / 50% INRAE département BAP