Дисертації: "Génomique des plantes"

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Conte, Matthieu. "Développement d'une plateforme de génomique comparative dédiée aux plantes." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20221.

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2

Ayadi, Mira. "Génomique fonctionnelle de facteurs de transcription de la famille GT chez Arabidopsis thaliana : caractérisation du facteur GT-3a." Amiens, 2003. http://www.theses.fr/2003AMIE0308.

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Beaulieu, Chloé. "Première exploration du paysage génomique intraspécifique de l'adaptation chez les plantes non vasculaires : le cas de l'hépatique Marchantia polymorpha." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSES004.

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Анотація:

L'adaptation des plantes à la vie terrestre il y a 500 millions d'années a joué un rôle majeur dans l'évolution de la vie sur Terre. Les plantes jouent toujours un rôle crucial à l'heure actuelle, en tant que base de la plupart des écosystèmes et, par conséquent, base de toutes les civilisations humaines. Comprendre leur adaptation aux modifications passées et présentes de leurs conditions de vie est une clef pour comprendre le passé et être capable de répondre aux défis agricoles futurs. Les sciences végétales ont fait de grands progrès dans la compréhension de la réponse des plantes à leur environnement, mais la plupart des études se sont concentrées sur la lignée des angiospermes, qui comprend les plantes cultivées. Néanmoins, pour avoir une vision plus large de l'adaptation des plantes terrestres (Embryophytes) à diverses conditions, dans le cadre de 500 millions d'années d'évolution sur la terre ferme, il est essentiel d'étudier d'autres lignées de plantes terrestres. Dans cette logique, ce travail se focalisera sur la plante modèle non vasculaire Marchantia polymorpha, dont la lignée a divergé des plantes vasculaires il y a environ 480 millions d'années. Nous avons développé un ensemble de données sur la diversité intraspécifique qui nous a permis de mettre en évidence certains mécanismes d'adaptation chez M. polymorpha. L'analyse des signatures de sélection sur les gènes nous a permis de distinguer les fonctions conservées soumises à une forte sélection purificatrice des fonctions variables soumises à une sélection équilibrante ou à des balayages sélectifs. En utilisant cet ensemble de données sur la diversité intraspécifique, des études d'association à l'échelle du génome (GWAS) ont pu être réalisées sur la réponse de M. polymorpha aux conditions climatiques mais aussi au champignon pathogène Colletotrichum nymphaeae (stress biotique). Enfin, un pangénome basé sur les gènes a été construit et a permis d'identifier des gènes avec une variation de présence-absence entre les accessions, qui sont souvent associés à la réponse au stress et à l'adaptation locale. En croisant ces trois approches, nous avons trouvé des familles de gènes qui semblent impliquées dans la réponse de M. polymorpha aux stress. Parmi elles, on peut citer les terpènes synthases, les peroxydases, les NBS-LRR (NLR), les lectines, les lipoxygénases ou les polyphénols oxydases. La plupart de ces fonctions sont partagées avec d'autres plantes terrestres, ce qui montre que la plupart des mécanismes généraux d'adaptation sont assez conservés chez les Embryophytes. Néanmoins, la plupart de ces familles de gènes présentent des caractéristiques propres à la lignée, telles que des gènes spécifiques, des expansions de famille ou des transferts horizontaux de gènes, qui différencient l'organisation des familles de gènes chez les Marchantia de celle connue chez les angiospermes. L'ensemble de ces résultats montre que les plantes terrestres partagent la plupart de leurs mécanismes d'adaptation, hérités de leur dernier ancêtre commun, et que ces fonctions générales ont subi des modifications spécifiques à chaque lignée, dépendant des différentes contraintes qui ont façonné les lignées de plantes terrestres
Plant adaptation to a terrestrial life 500 million years ago played a major role in the evolution of life on Earth. Plants still play a crucial role at present time, as bases of most ecosystems, and consequently base of all human civilizations. Understanding their adaptation to past and present modification of their living conditions is a key to understand the past and be able to respond to future agricultural challenges. Plants sciences made great advances in understanding plant response to their environment, but most studies focused on the angiosperm lineage which contains crops. Nevertheless, to get a broader picture of land plant (Embryophytes) adaptation to various conditions, in the framework of 500 million years of evolution on land, it is essential to study other land plant lineages. In line with this logic, this work will focus on the non-vascular plant model Marchantia polymorpha, whose lineage diverged from vascular plants around 480 million years ago. We developed an intraspecific diversity dataset that allowed us to uncover some mechanisms of adaptation in M. polymorpha. Analyses of selection signatures on genes enabled us to distinguish conserved functions under strong purifying selection from variable ones undergoing balancing selection or selective sweeps. Using this intraspecific diversity dataset, genome-wide associations studies (GWAS) could be performed on the response of M. polymorpha to climatic conditions but also to the fungal pathogen Colletotrichum nymphaeae (biotic stress). Finally, a gene-based pangenome was built and allowed identifying genes with a presence-absence variation between accessions, that are often associated with stress response and local adaptation. Crossing these three approaches, we found gene families that seem involved in M. polymorpha response to stresses. Among them can be cited the terpene synthases, the peroxidases, the NBS-LRR (NLR), the lectins, the lipoxygenases or the polyphenol oxidases. Most of these functions are shared with other land plants, showing that most general mechanism of adaptation are quite conserved in Embryophytes. Nevertheless, most of these gene families displayed lineage-specific characteristics, such as specific genes, family expansions or horizontal gene transfer, that differentiated gene family organization in Marchantia from the one known in angiosperms. Taken together, these results show that land plants share most of their mechanisms of adaptation, inherited from their last common ancestor, and that these general functions underwent lineage-specific modifications, that can hint at the different constraints that shaped the different lineages of land plants

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Langlois-Meurinne, Mathilde. "Rôle de glycosyltransférases du métabolisme secondaire au cours des interactions plantes-agents pathogènes chez Arabidopsis thaliana." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112094.

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Анотація:

Les métabolites secondaires jouent des rôles importants dans les réponses de défense des plantes aux agents pathogènes. La conjugaison à un sucre est l'une des modifications les plus répandues qui contribuent à la grande diversité et à la réactivité de ces substances naturelles. Les réactions de glycosylation assurées par les glycosyltransférases (UGTs) sont impliquées dans des voies métaboliques, dans la régulation de signaux endogènes et dans le transport de métabolites. Chez Arabidopsis thaliana, les UGTs du métabolisme secondaire sont codées par 120 gènes, organisés en 14 groupes (A-N). Les UGTs du groupe D sont exprimées de manière différentielle au cours de la réaction d'hypersensibilité (HR) d'A. Thaliana à une souche avirulente de Pseudomonas syringae pv. Tomato et après traitement par des molécules de signalisation impliquées dans les réponses de défense. Au sein de ce groupe, nous avons identifié deux gènes d'intérêt, UGT73B3 et UGT73B5, fortement induits au cours de la HR et après traitement par l'acide salicylique et le peroxyde d'hydrogène. Les lignées d'insertion d'ADN-T, ugt73b3 et ugt73b5, présentent une perte de résistance à la souche avirulente de P. Syringae. Une approche de profilage métabolique a été développée pour identifier les substrats de ces deux enzymes in planta. Bien que la nature de ces substrats n'ait pas été identifiée, les résultats suggèrent que les mutants ugt73b3 et ugt73b5 sont affectés au niveau de composés pariétaux. La similarité de séquence d'UGT73B3 et UGT73B5 avec une UGT de tabac intervenant dans la gestion du burst oxydatif au cours de la HR, suggère une implication de ces deux UGTs dans le maintien de l'homéostasie redox cellulaire
Secondary metabolites play important roles in plant defense against pathogens. Conjugaison to sugar moiety is one of the most widespread modifications that contribute to the great diversity and reactivity of these natural products. Glycosylation ensured by glycosyltransferases (UGTs) is involved in metabolic pathways, endogenous signal regulation and metabolite transport. In Arabidopsis thaliana, secondary metabolism UGTs are encoded by 120 genes, organised into 14 groups (A-N). Group D UGTs are differentially expressed during the hypersensitive response (HR) of A. Thaliana to an avirulent strain of Pseudomonas syringae pv. Tomato and after treatements with defense related signaling molecules. Within this group, we identified two genes, UGT73B3 and UGT73B5, which were highly induced during HR and after salicylic acid and hydrogen peroxide treatements. Ugt73b3 and ugt73b5 T-DNA insertion lines, exhibit a loss of resistance to P. Syringae avirulent strain. A metabolic profiling approach was carried out to identify UGT73B3 and UGT73B5 substrates in planta. Although the nature of the substrates has not been identified, the results indicate that ugt73b3 and ugt73b5 differ from wild type plants in cell wall-bound compounds. UGT73B3 and UGT73B5 are closely related to a tobacco UGT involved in the control of oxidative burst during HR, suggesting that these two UGTs may also be involved in the maintenance of cellular redox homeostasis

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Bélanger, Sébastien. "Caractérisation génomique et transcriptomique de la microspore embryogénique chez l'orge." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33304.

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Анотація:

L’androgenèse est une biotechnologie végétale utilisée pour fixer le bagage génétique des plantes en une seule génération. Elle repose sur la capacité d’un grain de pollen immature, la microspore, à restaurer sa totipotence cellulaire végétale et se dédifférencier puis s’engager dans la voie de l’embryogenèse. Or, on observe que la capacité de la microspore à s’engager dans l’embryogenèse est génétiquement variable. En dépit des nombreux avantages qu’elle présente, l’androgenèse entraîne souvent une conséquence indésirable, soit une distorsion de la ségrégation (DS) chez les populations issues de cette biotechnologie. Ma thèse porte sur l’étude (i) du transcriptome de la microspore en transition entre la voie de développement du grain de pollen et celle de l’androgenèse et (ii) de la DS pour déterminer quand la DS survient dans le processus et où elle affecte le génome. J’ai utilisé l’orge comme espèce modèle pour mon étude. L’analyse transcriptomique a été réalisée sur la microspore isolée de l’anthère à trois stades, soit avant (jour 0) et immédiatement après (jours 2 et 5) l'application d'un traitement de stress visant à induire la voie de l’androgenèse. Je me suis intéressé à deux catégories de gènes; soit les gènes exprimés exclusivement à un stade précis et les gènes exprimés différemment lors de l’initiation de l’androgenèse. J’ai pu identifier des gènes exprimés exclusivement dans la microspore au jour 0 (11), 2 (34) ou 5 (367). Au jour 5, j’ai constaté l’induction de nombreux gènes codant pour des FT et des gènes impliqués dans la synthèse ou la transduction du signal de nombreux régulateurs de croissance. L’analyse des gènes exprimés différemment m’a permis d’identifier certains processus métaboliques qui sont activés/réprimés lors du passage de la microspore du jour 0 au jour 2 et du jour 2 au jour 5. Les gènes exprimés exclusivement à un stade précis du développement pourraient servir de marqueurs moléculaires indicateurs de la performance en androgenèse pour optimiser les protocoles de culture. Ensuite, la DS a été étudiée par une approche de génotypage à l’échelle génomique. J’ai d’abord développé une méthodologie d’analyse génotypique novatrice, reproductible et précise pour étudier la fréquence allélique sur un échantillon en composite. Cette méthode m’a permis d’étudier la fréquence allélique chez 1) des échantillons de microspores (avant et après l’application d’un stress), 2) des embryons et 3) des plantes régénérées. J’ai montré que la DS survenait à la fois lors du développement des embryons et la régénération des plantes. Aucune DS n’a été observée chez les échantillons de microspores. Mes résultats montrent que la sélection engendrant la DS s’opère au cours de la culture in vitro. Toujours à l’aide de cette méthode de génotypage en composite, j’ai identifié et comparé la fréquence et l’étendue de la DS chez 12 populations de lignées haploïdes doublées (HD). Dans cette seule étude, un plus grand nombre de populations de lignées HD (12) ont été caractérisées que ce qui avait été fait dans la somme de toutes les études antérieures dans la littérature scientifique. Nous avons montré que les régions de distorsion de ségrégation différaient beaucoup quant à leur position, leur étendue et l’amplitude de la distorsion d’un croisement à l’autre. La connaissance de ces allèles permettrait de prédire le potentiel androgénique des génotypes dans un programme de sélection. Mes travaux de thèse élèvent à l’ère des «omics» la recherche chez la microspore d’orge dans le système de l’androgenèse. À une échelle sans précédent, mon étude transcriptomique explore et décrit les changements d’expression génique au cours de la transition développementale de la microspore. Mon étude génomique identifie quand s’exerce la sélection engendrant la distorsion de la ségrégation des allèles dans ce système et décrit quelles régions chromosomiques sont affectées par cette distorsion. À la lumière de mes résultats, dans le dernier chapitre, je propose certaines pistes de recherche pour poursuivre l’étude des mécanismes moléculaires dirigeant la transition développementale de la microspore en androgenèse et pour développer des outils de génotypage afin d’utiliser la DS comme un outil d’amélioration génétique.
Androgenesis is a plant biotechnology used to fix the genetic background of plants in a single generation. This is based on the ability of an immature pollen grain, the microspore, to restore its totipotency, to dedifferentiate and then to engage in the path of embryogenesis. However, it is observed that the ability of the microspore to engage in embryogenesis is genetically variable. Despite the many desirable attributes of androgenesis, an undesirable side - effect is the segregation distortion (SD) encountered in populations resulting from this biotechnology. My thesis focuses on (i) the study of the transcriptome of microspores undergoing a developmental transition from the pollen - grain pathway towards embryogenesis and (ii) to identify when SD arises in the process and in which genomic regions it occurs. I used barley as a model species for my studies. Transcriptomic analysis was performed on microspores isolated from anthers at three stages corresponding to the microspore before (day 0) and immediately after (days 2 and 5) the application of a stress treatment aimed at inducing embryogenesis. I was interested in two categories of genes: those expressed exclusively at a specific stage of microspore development and those that were differentially expressed during the initiation of androgenesis. I was able to identify genes expressed exclusively in the microspore on day 0 (11), 2 (34) or 5 (367). On day 5, I found the induction of many genes encoding transcription factors (T Fs) in addition to genes involved in the synthesis or signal transduction of many growth regulators. The analysis of differentially expressed genes allowed me to identify certain metabolic processes that were activated/repressed during microspore development from day 0 to 2 and from day 2 to 5. Genes expressed exclusively at a specific stage of development could serve as molecular markers indicative of the performance in androgenesis to optimize isolated microspore culture protocols. Then, SD was studied using a whole - genome genotyping approach. I first developed an innovative, reproducible and accurate genotypic analysis methodology to determine allelic frequency on pooled samples. This method was then used to estimate allelic frequencies in samples of microspores (before and after the application of stress), embryos and regenerated plants. I showed that SD arises during both the development of embryos and the regeneration of plants. No SD was observed in samples of microspores. My results show that the selective forces promoting SD act during in vitro culture. Still using the same genotyping method performed on pooled samples, I identified and compared the frequency and extent of SD in 12 populations of doubled haploid lines (DH). A greater number of DH (12) populations were characterized in my study alone than the sum of all previous studies in barley. I showed that segregation distortion regions greatly differ in their position, extent, and magnitude in different DH populations. Knowledge of these alleles would be useful to predict the androgenic potential of a genotype in a breeding program. My dissertation has allowed research into barley microspores, or more widely androgenesis, to enter into the “omics” era. On an unprecedented scale, my transcriptomic study explores and describes the gene expression changes that occur during the developmental transition that the microspore undergoes in the course of androgenesis. My genomic study identifies when the selection (producing SD) arises in this system and describes which chromosomal regions are affected by this distortion. In light of my findings, in the final chapter I propose some lines of research to further study the molecular mechanisms driving the developmental transition from microspores to embryos and to develop genotyping tools to use SD as a genetic improvement tool.

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Darracq, Aude. "Évolution des génomes mitochondriaux de plantes : approche de génomique comparative chez Zea mays et Beta vulgaris." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833144.

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Анотація:

L'étude de l'évolution des génomes peut être abordée par différentes stratégies. Généralement, les analyses reposent sur les polymorphismes de séquences. Cependant, il existe des génomes dont le taux de mutation est très faible et dont la principale source de polymorphisme provient de l'arrangement différent de leurs gènes le long des chromosomes. Les événements de réarrangements chromosomiques deviennent alors les seuls marqueurs utilisables pour retracer l'évolution de ces génomes. Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l'analyse de l'évolution des génomes mitochondriaux d'espèces végétales au niveau de leur structure. En effet, ces génomes sont caractérisés par un faible taux de mutation et un taux élevé de réarrangements. Cette étude s'est portée à un niveau intraspécifique afin de limiter le nombre de réarrangements à analyser et sur deux espèces : Zea mays, le maïs, et Beta vulgaris, la betterave. Il s'avère, qu'en plus du polymorphisme de structure, ces génomes contiennent un grand nombre d'éléments dupliqués. Or les outils d'analyse d'événements de réarrangements ne permettent pas d'inclure les événements de duplication autrement qu'en distinguant les paralogues des orthologues, ce qu'il est particulièrement difficile à réaliser ici, du fait que les dupliqués sont identiques en séquence. Nous avons ici établi une stratégie basée sur l'hypothèse que les éléments dupliqués proviennent de duplications en tandem, permettant la reconnaissance, le tri et la distinction des éléments dupliqués. Cette méthode nous a conduits à proposer une histoire évolutive basée sur des réarrangements congruente avec les phylogénies de séquences. Les comparaisons entre génomes mitochondriaux de maïs et betteraves nous ont permis de montrer que des mécanismes évolutifs différents sont à l'origine de la diversité génomique observée. Nous avons également observé des différences évolutives entre les génomes à un niveau intraspécifique soulevant le problème d'échantillonnage lorsque l'on veut comparer des génomes à un niveau interspécifique.

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Gachon, Claire. "Analyse fonctionnelle de gènes de glucosyltransférases chez Arabidopsis thaliana induits au cours des interactions plantes-pathogènes." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112091.

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Анотація:

Les plantes produisent un grand nombre métabolites secondaires qui contribuent aux réactions de défense contre les agents pathogènes. La conjugaison à un sucre est une des modifications les plus répandues de ces substances naturelles, et son importance physiologique est reconnue dans de nombreux processus comme la synthèse, l'accumulation ou le transport de nombreux composés. Ces réactions de glycosylation sont assurées par une famille d'enzymes, les glycosyltransférases (GTs), au nombre de 120 chez Arabidopsis thaliana. Une douzaine de GTs induites en conditions de stress ont été identifiées grâce à l'exploitation de données publiques de microarray. Ce travail a aussi permis de mettre en évidence une co-régulation à grande échelle des gènes du métabolisme secondaire, qui a été utilisée afin de prédire la fonction de GTs inconnues auparavant. Le profil d'expression des GTs inductibles a été confirmé par PCR en temps réel. Afin de caractériser leur fonction, une approche de génétique inverse a été développée et des mutants d'insertion étiquetés ont été isolés. En parallèle, un test sensible a été mis au point afin de tester leur résistance à l'encontre de deux agents pathogènes fongiques, Alternaria brasssicicola et Botrytis cinerea. Les tests de résistance des mutants contre divers agents pathogènes sont toujours en cours, mais ils ont déjà révélé que deux d'entre eux présentent une perte presque totale de la résistance contre une souche avirulente de la bactérie Pseudomonas syringae. Les perturbations métaboliques engendrées par chacune des mutations seront prochainement étudiées par le profilage métabolique des mutants correspondants
Plants produce a high number of secondary metabolites that contribute to defence reactions against their pathogens. Conjugation to sugar moiety is one of the most widespread modifications of these natural products, and its physiological importance is recognized in numerous processes like the biosynthesis, the storage or the transport of these compounds. These glycosylation reactions are ensured by glycosyltransferases (GTs), a family of enzymes encoded by 120 genes in Arabidopsis thaliana. Mining of publicly available microarray data was used to identify stress-inducible GTs and to evidence a large-scale co-ordination of gene expression in secondary metabolism pathways. This property was further exploited for the functional prediction of previously uncharacterized GTs and to address questions like metabolic pathway evolutionary mechanisms. A dozen of genes were induced in various stress conditions, the expression profile of which was confirmed by real-time PCR experiments. To investigate the function of pathogen-responsive GTs in plant defence, a reverse genetics approach was undertaken and T-DNA-tagged insertion mutants were isolated. In parallel, a sensitive method was developed to assess their resistance towards the two fungal pathogens Alternaria brasssicicola and Botrytis cinerea. Resistance assays on the mutant lines towards a range of pathogens are still under way, but they have already revealed that two of them exhibit an almost complete loss of resistance against an avirulent strain of the bacterium Pseudomonas syringae. In the near future, the metabolic changes caused by the mutations will be investigated using metabolic profiling

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Fodor, Agota. "La sélection génomique appliquée a l'espece Vitis vinifera L. subsp. vinifera, évaluation et utilisation." Phd thesis, Ecole nationale superieure agronomique de montpellier - AGRO M, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001690.

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L'ambition de cette thèse était de proposer un nouvel élan pour la création variétale chez la vigne, incluant les connaissances et les derniers outils de la recherche. En effet, la viticulture française comme d'autres filières agricoles doit aujourd'hui faire face à 3 grands défis: la réduction des intrants phytosanitaires (plan Ecophyto 2018), les changements climatiques, et de nouveaux concurrents, notamment les pays du Nouveau Monde. La création variétale, qui a été peu exploitée chez la vigne, peut être une des solutions pour répondre à ces défis. S'appuyant sur un génotypage dense, plusieurs outils et concepts innovants - réunis sous le terme de sélection génomique (GS) - ont vu le jour ces dernières années en sélection animale, qui permettent de prédire les phénotypes des individus seulement génotypés. Afin d'atteindre notre but, nous avons évalué et comparé l'efficacité de la GS et de la sélection assistée par marqueur (SAM) " classique ", basée sur la génétique d'association " genome-wide " (GWAS) chez la vigne. Le potentiel théorique des deux méthodes a été évalué dans une étude de simulation, puis sur des données réelles. Nous montrons que la GS est plus pertinente que la SAM " classique " pour prédire les phénotypes et ce pour des caractères complexes et / ou structurés. Cependant la GS couplée aux résultats issus de la GWAS semble être une méthode intéressante lorsque le marquage moléculaire est non limitant. Finalement, nous discutons des conditions d'utilisation de la GS en termes économiques et d'efficacité au cours du temps. Nous proposons trois scénarios fonction de l'investissement de départ et des besoins en termes de création variétale.

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Abrouk, Michael. "Génomique comparée et évolutive chez les graminées : Cas particulier des micro-ARN." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2012. http://www.theses.fr/2012CLF22327.

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Les Poaceae aussi appelées Graminées forment une importante famille botanique regroupant près de 12 000 espèces en plus de 700 genres dont les céréales. Cette famille présente un intérêt économique majeur car elle est importante dans la nutrition humaine et animale. De ce fait, cette famille a été très étudiée en génomique comparée depuis les années 1990 révélant une grande conservation de la structure de leur génome depuis leur divergence d’un ancêtre commun. Avec le séquençage de Brachypodium distachyon en 2009, nous avons réalisé l’analyse de son génome par l’identification de douze blocs de synténie avec les génomes séquencés du riz, du sorgho et du maïs ainsi que sept blocs de duplications partagées entre ces graminées. Ces données nous ont permis de suggérer que les cinq chromosomes modernes de Brachypodium sont issus de l’ancêtre commun des graminées constitué de douze chromosomes et ayant subi sept fusions au cours de l’évolution. Ces travaux nous ont permis de confirmer un possible génome ancêtre des graminées constitué de cinq chromosomes porteurs de près de 10 000 gènes et d’une taille minimale de près de 35Mb. Ensuite, sur la base des résultats de génomique comparée, nous nous sommes intéressés à l’évolution des différentes familles de micro-ARN (miARN). La comparaison de ces ARN non-codants réalisée pour le riz, le sorgho, le maïs et Brachypodium montre une conservation de cette famille chez les graminées avec 50% d’orthologues et 20% de paralogues. Sur la base des résultats de paléogénomique, nous avons proposé une modélisation de l’évolution des miARN qui corrobore l’hypothèse d’une origine très ancienne de ce mécanisme de « gene silencing ». Au-delà des nouvelles connaissances fondamentales générées au cours de ce travail de thèse sur l’évolution des génomes de graminées, les résultats que nous avons obtenus ont des applications potentielles dans le domaine de l’amélioration variétale, comme avec par exemple la possibilité de définir des marqueurs moléculaires de type COS (Conserved Orthologous Set). Ces marqueurs COS ont été mis en oeuvre pour l’étude de caractères agronomiques d’intérêt dans des espèces dont le génome n’est pas encore complètement séquencé comme le blé
Poaceae also called Grasses are an important botanical family consisting in nearly 12,000 species in over 700 genres including cereals. This family is of major economic interest because it comprises cereals that are among the most important crops for human and animal nutrition. This family has been extensively studied in comparative genomics since the 1990s and showed a high degree of gene conservation among species since they diverged from a common ancestor. With the sequencing of Brachypodium distachyon in 2009, we performed an analysis of its genome by the identification of twelve synteny blocks with the sequenced genomes of rice, sorghum and maize and seven duplications blocks shared with these last grass species. These data allowed us to suggest the five chromosomes of Brachypodium are from the common ancestor composed of twelve chromosomes and having undergone seven fusions during the evolution. This work allowed us to confirm a possible grass ancestor with five chromosomes carrying almost 10,000 genes with a size of 35Mb. Then, based on these comparative genomics results, we studied more particularly the evolution of different families of microRNAs (miRNAs). The comparison of non-coding RNA from rice, sorghum, maize and Brachypodium showed conservation into this family for the grass species with 50% of orthologs and 20% of paralogs. Based on the paleogenomics results, we proposed an evolutionary scenario of miRNA genes, which supports the hypothesis of an ancient origin of this gene silencing mechanism in plants. Beyond the fundamental knowledge generated on the evolution of grass genomes during this PhD, these results have potential applications in breeding, for example with the possibility to identify COS (Conserved Orthologous Set) molecular markers. Such COS markers have been used for the study of agronomic traits in species not completely sequenced as wheat

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Ben, Amor Besma. "Analyse génétique et génomique de la perception et de la transduction du signal Nod chez Medicago truncatula." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30059.

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Les facteurs Nod (NFs) agissent comme signaux symbiotiques dans l'établissement de l'interaction Rhizobium-légumineuses. La caractérisation d'un mutant de M. Truncatula incapable de réagir aux NFs pour les déformations de poils, un flux rapide de calcium, les oscillations calciques, l'expression des gènes de nodulines et les divisions cellulaires, a permis l'identification d'un nouveau gène qui contrôle la perception des NFs. Ce gène nommé NFP code pour une LysM sérine/thréonine récepteur like kinase. La structure de la protéine renforcent donc notre hypothèse selon laquelle le gène NFP correspondrait à un récepteur aux NFs. L'étude du transcriptome de plantes sauvages et du mutant nfp après inoculation par S. Meliloti a été réalisée. Ceci a permis l'identification d'un certain nombre de gènes qui sont induits chez la plante sauvage. L'expression de tous ces gènes est dépendante de NFP, ce qui confirme l'importance de cette voie contrôlée par NFP au cours de la nodulation
Rhizobial Nod factors (NFs) act as symbiotic signals in the Rhizobium-legume symbiotic interaction. The characterisation of a Medicago truncatula mutant defective for root hair deformation, the induction of a rapid calcium flux, calcium spiking, nodulin gene expression and cortical cell division in response to NFs, led to the identification of a new gene. The gene, called NFP for Nod Factor Perception, is predicted to encode a transmembrane serine/threonine receptor-like kinase containing extracellular LysM domains. The structure of the NFP protein therefore supports the hypothesis that NFP corresponds to a NF receptor. Transcriptomic analysis was performed on wild type plants and the nfp mutant, in response to inoculation by Sinorhizobium meliloti. This led to the identification of a certain number of. The expression of these genes is dependent on the NFP gene, confirming the importance of the NFP-controlled NF signal transduction pathway in the nodulation process

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Bobik, Christine. "Génomique de la fixation de l’azote chez Sinorhizobium meliloti : analyse du régulon FixLJ." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30149.

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En passant de la vie libre à la symbiose, la bactérie Sinorhizobium meliloti subit une différenciation irréversible en bactéroide fixateur d’azote. Une approche transcriptomique originale nous a permis d’identifier de nouveaux gènes candidats pour l’étude des étapes successives de cette différenciation. Ainsi, nous avons mis en évidence une centaine de gènes préférentiellement exprimés au cours des étapes symbiotiques tardives, parmi lesquels les gènes nif et fix essentiels à la fixation d’azote et régulés par le système à deux composants FixLJ. Nous avons identifié puis caractérisé le régulon FixJ et montré que FixJ est un régulateur majeur de la symbiose et de la vie libre en condition microaérée. FixJ est impliqué dans diverses fonctions biologiques. Parmi les nouvelles cibles de FixJ nous en avons identifié une essentielle à la symbiose
Transition of Sinorhizobium meliloti from free-living to symbiotic life is associated with an irreversible differentiation into nitrogen fixing bacteroïds. An original transcriptomic approach allowed us to identify new gene candidates to study successive stages of differentiation. Thus, we found about a hundred genes preferentially expressed during late symbiotic stages, among them nif and fix genes essential to nitrogen fixation and regulated by the FixLJ two-component system. We identified and characterised the FixJ regulon and showed that FixJ is a main regulator of both symbiotic and free-living microoxic conditions. FixJ is involved in various biological functions. Among new FixJ targets we found one which is essential to symbiosis

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Murat, Florent. "Etude de la plasticité évolutive et structurale des génomes de plantes." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22721.

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Les angiospermes (ou plantes à fleurs) regroupent environ 350 000 espèces ayant divergé il y a 150 à 200 millions d’années en deux familles botaniques principales, les monocotylédones (les orchidées, les palmiers, les bananiers, les joncs, les graminées...) et les eudicotylédones (les Brassicaceae, les Rosaceae, les légumineuses...) représentant respectivement 20% et 75% des plantes à fleurs. Les angiospermes font l’objet de nombreux travaux de recherche, en particulier en génomique depuis 2000 avec le séquençage du premier génome de plantes (Arabidopsis thaliana) qui a précédé le décryptage des génomes d’un nombre important d’autres espèces modèles et/ou d’intérêt agronomique (environ 100 aujourd’hui). L’accès croissant à la séquence des génomes de plantes a permis de mettre à jour une importante diversité structurale de leur génome, en termes de taille physique, de nombre de chromosomes, de nombre de gènes et de richesse en éléments transposables. Les forces évolutives ayant permis une telle diversité structurale des génomes au cours de l’évolution sont au cœur des travaux de cette thèse. La paléogénomique se propose d’étudier à travers la reconstruction de génomes ancestraux, comment ces espèces ont divergé à partir d’ancêtres communs et quels mécanismes ont contribué à une telle plasticité de structure génomique. Dans cet objectif, les travaux de cette thèse ont mis en œuvre des méthodes basées sur la génomique comparée permettant l’étude de l’évolution structurale des génomes via la reconstruction des génomes ancestraux fondateurs des espèces modernes. Ainsi, un génome ancestral des angiospermes a été reconstruit constitué de 5 chromosomes et porteur de 6707 gènes ordonnés sur ceux-ci, permettant d’intégrer dans un même modèle les monocotylédones et les eudicotylédones et élucider leur histoire évolutive, notamment pour les espèces d’intérêt agronomique majeur telles que les céréales, les rosids et les Brassicaceae. L’inférence de ces génomes ancestraux des plantes modernes a permis l’identification et l’étude de l’impact des évènements de polyploïdie (doublement génomique), ubiquitaires chez les plantes. Nous avons montré que les génomes tendent à revenir à une structure diploïde suite à un évènement de polyploïdie. Cette diploïdisation structurale se fait au niveau caryotypique (par le biais de réarrangements chromosomiques impliquant la perte des centromères et télomères ancestraux) mais aussi géniques (par le biais de pertes de gènes ancestraux en double copies). Il a été montré que cette perte se faisait préférentiellement sur un des sous-génomes post-polyploïdie, menant au phénomène de « dominance des sous-génomes ». Ces biais de plasticité structurale (on parle de compartimentation de la plasticité) se font différentiellement entre les espèces, les chromosomes, les compartiments chromosomiques mais aussi les types de gènes, aboutissant à la diversité structurale observée entre les génomes modernes de plantes. Ces travaux qui rentrent dans le cadre de la recherche fondamentale ont également un fort aspect appliqué à travers la recherche translationnelle en ayant permis de créer des passerelles entre les différentes espèces travaillées en agriculture. Le passage d’une espèce à une autre via les génomes ancestraux fondateurs reconstruits permet notamment le transfert de connaissances des gènes ou de régions d’intérêt des espèces modèles aux espèces cultivées. Les travaux de thèse, par la reconstruction d’ancêtres, permettent une comparaison de haute-résolution des génomes de plantes et in fine l’étude de leur plasticité acquise au cours de l’évolution, et revêtent donc à la fois un aspect fondamental (pour comprendre l’évolution des espèces) mais aussi appliqué (pour l’amélioration des espèces d’intérêt agronomique à partir des modèles)
Angiosperms (or flowering plants) consist in approximatively 350 000 species that have diverged 150 to 200 million years ago in two main families, monocots (orchids, palm trees, banana, bulrushes, grasses...) and dicots (Brassicaceae, Rosaceae, legumes...) representing respectively 20% and 75% of flowering plants. Angiosperms are the subject of intense researches, in particular in genomics since 2000 with the sequence release of the first plant genome (Arabidopsis thaliana) preceding a large number of genomes of plant models and/or species of agronomical interest (around 100 today). Increasing access to plant genome sequences has allowed the identification of their structural diversity, in terms of genome size, number of chromosomes and genes as well as transposable element content. The evolutionary forces that have shaped such structural genomic divergence are at the center of this thesis. Our paleogenomics approach will investigate, through ancestral genome reconstructions, how modern species have diverged from common ancestors and which mechanisms have contributed to such present-day genome plasticity. In this thesis, we have developed methods based on comparative genomics to study plant genome evolution and reconstruct ancestral genomes, extinct progenitors of the modern angiosperm species. An ancestral angiosperm genome has been reconstructed made of 5 chromosomes and 6707 ordered genes allowing the integration in the same model of monocots and eudicots and finally elucidating evolutionary trajectories for species of major agricultural interest such as cereals, rosids and Brassicaceae. The reconstructed paleohistory of modern flowering plants enabled the identification as well as the investigation of the impact of polyploidy events (WGD, whole genome duplications), ubiquitous in plants, as a major driver of the observed structural plasticity of angiosperms. We established that genomes tend to return to a diploid status following a polyploidy event. This structural diploidization is performed at the karyotypic level through chromosomal rearrangements (involving ancestral centromeres and telomeres losses) as well as the gene level (through ancestral duplicates loss). It has been shown that this diploidization is preferentially done on one of the post-polyploidy subgenome, leading to the "sub-genome dominance" phenomenon. This structural plasticity bias (also referenced as plasticity partitioning) is acting differentially between species, chromosomes, chromosomal compartments, gene types, resulting in the structural diversity observed between the present-day plant genomes. This thesis is clearly within the scope of fundamental researches but also has a strong applied objective through translational research in creating bridges between species of major relevance for agriculture. The comparison of one species to another through the reconstructed ancestral genomes allows transferring knowledge gained on genes or any region of interest from model species to crops. Paleogenomics, in reconstructing ancestral genome and unveiling the forces driving modern plant genome plasticity, is therefore of fundamental (toward understanding species evolution) but also applied (toward improving orphan species from knowledge gained in models) objectives

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Fodor, Agota. "La sélection génomique appliquée à l'espèce Vitis vinifera L. subsp vinifera, évaluation et utilisation." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2013. http://www.theses.fr/2013NSAM0037/document.

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L'ambition de cette thèse était de proposer un nouvel élan pour la création variétale chez la vigne, incluant les connaissances et les derniers outils de la recherche. En effet, la viticulture française comme d'autres filières agricoles doit aujourd'hui faire face à 3 grands défis: la réduction des intrants phytosanitaires (plan Ecophyto 2018), les changements climatiques, et de nouveaux concurrents, notamment les pays du Nouveau Monde. La création variétale, qui a été peu exploitée chez la vigne, peut être une des solutions pour répondre à ces défis.S'appuyant sur un génotypage dense, plusieurs outils et concepts innovants – réunis sous le terme de sélection génomique (GS) – ont vu le jour ces dernières années en sélection animale, qui permettent de prédire les phénotypes des individus seulement génotypés.Afin d'atteindre notre but, nous avons évalué et comparé l'efficacité de la GS et de la sélection assistée par marqueur (SAM) « classique », basée sur la génétique d'association « genome-wide » (GWAS) chez la vigne. Le potentiel théorique des deux méthodes a été évalué dans une étude de simulation, puis sur des données réelles.Nous montrons que la GS est plus pertinente que la SAM « classique » pour prédire les phénotypes et ce pour des caractères complexes et / ou structurés. Cependant la GS couplée aux résultats issus de la GWAS semble être une méthode intéressante lorsque le marquage moléculaire est non limitant. Finalement, nous discutons des conditions d'utilisation de la GS en termes économiques et d'efficacité au cours du temps. Nous proposons trois scénarios fonction de l'investissement de départ et des besoins en termes de création variétale
The aim of this PhD project was to provide a new impulse for grapevine breeding, applying the latest knowledge and research tools on this species. Indeed, French viticulture, as well as various other agricultural sectors, faces today three major challenges: how to reduce phytosanitary inputs (Ecophyto 2018), impact of climatic changes and new competitors on the market, especially New World countries. Plant breeding in grapevine has not been much exploited until today, but could be a solution to these challenges.Several innovative tools and concepts have seen the light in animal breeding in the last decade. Using high density genome-wide marker information and advanced statistical models, phenotypes can be predicted for individuals that were merely genotyped. The method termed genomic selection (GS) is implementing this type of approach.To achieve our aim, we evaluated and compared the efficiency of GS and “classical” marker-assisted selection (MAS), based on genome-wide association study (GWAS) for grapevine. The theoretical potential of the two methods was evaluated in a simulation study but also on real data.We show that GS is more relevant than “classical” MAS to predict phenotypes of complex and / or structured traits. However, the combination of GS with results from GWAS seems to be of particular interest if the number of molecular markers available is adequate. Finally, we discuss GS implementation in terms of economic aspects and efficiency over time; we propose three scenarios differing by the initial investment required and the breeding objectives to be reached

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Agapit, Corinne. "Emission d’auxine et de nitrates par les bactéries des turricules de vers de terre : effet sur la croissance et le développement des plantes." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1001/document.

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Les plantes prélèvent des ressources dans leur environnement. Elles sont également exposées à de nombreux signaux, dont des molécules qui modifient profondément leur comportement et leur morphologie. La prédiction des flux de nutriments du sol vers la plante requiert une intégration de la régulation des flux par les signaux qui déterminent la cinétique des adaptations des plantes. Au cours de cette thèse, différentes approches expérimentales et analytiques (split-root, marquage isotopique, analyse racinaire) ont permis d’étudier le couplage signaux-flux dans les interactions entre plantes, microorganismes et vers de terre. Nous avons démontré dans un premier temps, que les vers de terre ont un effet systémique sur la croissance et le développement des plantes (Hordeum Vulgare L. et Oryza sativa L.) et que cet effet est dépendant de l’abondance des vers. Un travail méthodologique d’optimisation du dispositif split-root (séparation des racines d’une même plante entre deux compartiments) nous a permis d’améliorer la survie des plantes (Brachypodium distachyon L.) et leur émission de racines. Ce dispositif a été utilisé pour déterminer l’importance de la présence de turricules et de leur localisation spatiale sur le prélèvement d’azote par la plante. L’absence d’effet observé au cours de cette expérimentation nous a conduits à aborder les mécanismes pouvant survenir en présence de vers selon leur dimension temporelle. Nous avons ainsi démontré qu’une proportion importante de turricules entraîne une adaptation du système racinaire seulement lorsque la plante y est exposée pendant une durée suffisante. Ces résultats sont la première démonstration que la cinétique des différents mécanismes ayant lieu dans les turricules est déterminante pour expliquer l’effet positif des turricules sur la croissance des plantes
Plants take up resources in their environment. They are also exposed to many signals, including molecules that profoundly alter their behavior or morphology. The prediction of the flow of nutrients from the soil to the plant requires an integration of flux regulation by signals which determine the kinetics of plant adaptations. During this thesis, different experimental and analytical approaches (split-root, isotopic labeling, root analysis) allowed us to study the coupling between signals and flows in the interactions between plants, microorganisms and earthworms. We first demonstrated that earthworms have a systemic effect on the growth and development of plants (Hordeum Vulgare L. and Oryza sativa L.) and that this effect is dependent on the abundance of earthworms. A methodological study aiming at optimizing the split-root device (the sharing of roots of a single plant into two compartments) helped us to improve plant (Brachypodium distachyon L.) survival and their emission of roots. This experimental set up was used to determine the importance of the presence of casts and their spatial localization on the N uptake by the plant. The lack of effect observed during this experiment lead us to address the mechanisms that may occur in the presence of worms according to their temporal dynamics. We then demonstrated that an important proportion of casts was responsible for root system adaptation only when the plant was exposed to casts for a sufficient period of time. These results are the first demonstration that the kinetics of the different mechanisms occurring in casts is crucial to explain the positive effect of casts on plants growth

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Muller, Cédric. "Développement d'une méthodologie d'analyse de la conservation de synténie chez les plantes : du génome d'Arabidopsis à celui du Tournesol." Toulouse, INPT, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000202/.

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Le tournesol (Helianthus annuus L. ) est l'une des principales plantes oléagineuses cultivées. L'étude des gènes sous tendant les principaux caractères agronomiques est difficile en raison de son grand génome pour lequel peu d'informations existent. Par ailleurs, les moyens financiers et techniques sont loin d'être comparable à ceux mis en place pour les céréales ou d'autres végétaux (carte physique, séquençage en masse de génome, d'ARNm, recherche des duplications, des transposons. . . ). Pour étudier l'organisation du génome du tournesol, il a donc été envisagé une approche différente basée sur la conservation de synténie avec la plante modèle Arabidopsis thaliana. Les informations relatives aux gènes de la plante modèle transférées aux séquences EST et ARNm du tournesol permettent d'optimiser l'exploitation de ces séquences. Mon travail de thèse a donc consisté à mettre au point une méthode d'analyse massive du grand nombre de séquences de tournesol puis de tester expérimentalement les résultats de cette analyse afin d'obtenir de nouvelles informations sur l'organisition du génome du tournesol et d'estimer la conservation de synténie avec Arabidopsis. [. . . ]

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Goubet, Pauline. "Apports des approches de génomique ciblée dans l'étude des patrons d'évolution moléculaire du locus d'auto-incompatibilité dans le genre Arabidopsis." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10117/document.

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Chez les plantes hermaphrodites, l’auto-incompatibilité est un système génétique permettant de limiter la dépression de consanguinité par évitement de l’autofécondation et de la reproduction entre individus apparentés. Ce système est considéré en biologie évolutive comme l’un des caractères modèles d’une forme particulière de sélection naturelle, la sélection fréquence-dépendante. Chez les Brassicaceae, le système d’auto-incompatibilité est contrôlé par une région génomique appelée le locus S. Cette région comprend deux gènes fortement liés, dont un codant une protéine déposée à la surface du pollen et l’autre une protéine transmembranaire du pistil. La reconnaissance de type clé-serrure entre ces deux protéines provoque une cascade de réactions se traduisant par l’inhibition de la croissance du tube pollinique. Dans ce contexte, douze séquences comprenant le locus S ont été obtenues dans le genre Arabidopsis par le séquençage de clones BAC. Ces séquences illustrent l’intérêt des données génomiques dans l’analyse d’une région telle que le locus d’auto-incompatibilité, soumise à de fortes contraintes sélectives. Dans un premier temps, l’annotation d’une douzaine de séquences fonctionnelles chez A. lyrata et A. halleri a permis d’examiner les patrons d’évolution moléculaire du locus d’auto-incompatibilité et de ses régions flanquantes. Une seconde partie se concentre quant à elle sur la perte du système d’auto-incompatibilité chez A. thaliana, et notamment sur l’occurrence de réarrangements et d’évènements de recombinaison entre séquences non fonctionnelles. Enfin, une analyse préliminaire de la coévolution entre les protéines du pollen et du pistil a pu être réalisée
Self-incompatibility is a common genetic system limiting inbreeding depression by preventing selfing and mating between relatives in hermaphroditic plants. This system is considered in evolutionary biology as one of the models of frequency-dependant selection, a particular type of natural selection. In the Brassicaceae family, the self-incompatibility system is controlled by a genomic region called the S-locus and comprising two tightly linked genes. The first gene encodes a ligand deposited on the pollen surface and the second its transmembrane receptor. Molecular recognition between these two proteins leads to a cascade of reactions resulting in the reject of self-pollen. If the self-incompatibility genes are becoming well understood, the diversity and dynamics of their genomic region remains poorly described. In this context, twelve genomic sequences of the region comprising the S-locus were obtained in the genus Arabidopsis through sequencing of BAC clones. These sequences highlight the relevance of genomic data in the analysis of regions under such selective constraints. First, the annotation of twelve functional sequences in A. lyrata and A. halleri allows to study the patterns of evolution of the S-locus and its flanking regions. Second, the loss of the system was investigated in A. thaliana, in particular through the occurrence of rearrangements or recombination events in non-functional sequences. Finally, a preliminary analysis of coevolution between pollen and pistil proteins was achieved

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Duplessis, Sébastien. "Caractérisation par ingénierie génomique des profils d'expression génique de Pisolithus tinctorius et d'Eucalyptus globulus au cours du développement de la symbiose ectomycorhizienne." Nancy 1, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2001_0019_DUPLESSIS.pdf.

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Les ectomycorhizes sont des associations symbiotiques établies entre les racines des arbres et certains champigpons du sol. Ces relations mutualistes, dont les bénéfices sont avant tout trophiques, entraînent des modifications morphologiques et métaboliques importantes chez les deux partenaires. La formation de l'ectomycorhize Eucalyprus globulus-Pisolithus tinctorius s'accompagne également d'un changement du protéome et de l'expression génique des racines et du champignon. Afin d'acquérir une vision globale des gènes exprimés et régulés au cours de la formation de l'ectomycorhize E. Globulus-P. Tinctorius, nous avons développé une analyse de l'expression sénique dans l'organe symbiotique via l'analyse du transcriptome. Une première étude, nous a permis d'obtenir les profils d'expression de 400 ESTs (Expressed Sequer. . Ce Tags) dans une ectomycorhize en formation. Nous avons ainsi pu identifier 17% des ESTs qui sont régulés par la symbiose. Nous avons poursuivi notre analyse sur plus de 700 ESTs au cours du développement de l'organe symbiotique, depuis les premiers contacts entre les symbiotes jusqu'à la mise en place de l'ectomycorhize fonctionnelle. L'analyse statistique des profils d'expression nous il permis de mettre en évidence (i) des ensembles de gènes co-régulés (régulons) et (ii) une chronoséquence dans l'expression génique. Parmi les gènes fortement régulés nous avons identifié : ceux codant les protéines pariétales fongiques (hydrophobines et SRAP32), plusieurs familles de métallothionéines, des protéines de signalisation, des protéines de stress hydrique et des enzymes de la respiration mitocnondria. Le. Parmi ces gènes régulés, nous avons caractérisé en détail, un gène codant une nouvelle hydrophobine, HydPt-3, et plusieurs gènes de communication fongiques (ras, raf, calcineurine)
Ectomycorrhiza formation and function alter both fungal and plant gene expression. The identification of a large rumber of novel genes expressed exclusively or predominantly in the symbiosis will contribute greatly to the understanding of the function of the ectomycorrhizal association. We have constructed a cDNA library of 4-day-old Eucalyphls globulus-Pisolithus tinctorius ectomycorrhiza by random cloning and through suppression subtractive hybridization. We screened 715 arrayed cDNAs to identify symbiosis-regulated genes by using differential hybridization. Gene expression profiles obtained from free-living Pisolithus tinctorius, non-inoculated roots and ectomycorrhizas at various developmental stages, from the earliest contacts (4 days) to the functionning symbiotic organ (28 days) were analyzed. Comparisons of free-living partners and symbiotic tissues revealed significant changes in the expression levels (differential expression ratio> 2. 0) for 11 to 23% of the genes analyzed at the different stages of mycorrhiza formation. No ectomycorrhiza-specific gene was detected. We derived groups of coordinately expressed genes (i. E. Regulons) using hierarchical clustering and Self Organizing Maps. At least a dozen of distinct temporal patterns of induction/repression were observed. The main fungal regulons contained genes coding for cell-wall and membrane proteins, communication genes, and metallothionein-related poteins. In the host root, a major down-regulated regulon comprised genes involved in water transport and stress suggesting that mycorrhiza development improves water uptake. We have furthermore characterized cDNA clones corresponding to Pisolithus signalling genes (ras, raf and calcineurine) and to a new hydrophobin gene (HydPt-3)

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Roux, Camille. "Effets de la sélection naturelle et de l'histoire démographique sur les patrons de polymorphisme nucléaire : comparaisons interspécifiques chez Arabidopsis halleri et A. lyrata entre le fond génomique et deux régions cibles de la sélection." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10157/document.

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La vision dichotomique du vivant a longtemps prévalue pour représenter la diversité observée dans la nature. La récente expansion des données de séquençage ont permis d'identifier de larges discordances entre les phylogénies de gènes et des espèces, formant la structure dite "mosaïque" des génomes. Ce pattern complexe est la résultante de différents processus évolutifs neutres et adaptatifs qui conduisent à la diversité du vivant. Ces processus expliquent le partage de polymorphisme observé entre deux espèces. Le polymorphisme trans-spécifique (PTS) neutre est généré par la rétention du polymorphisme ancestral, l'introgression génétique et l'homoplasie Le PTS fonctionnel est le résultat des mêmes processus ainsi que des effets de la sélection naturelle. Si l'adaptation locale d'une espèce contribue à la diminution du PTS, la sélection naturelle peut augmenter le PTS dans le cas de la sélection balancée.En utilisant le couple d'espèces végétales Arabidopsis halleri et A. lyrata, nous comparons les patrons de polymorphisme de fonds génomiques à ceux observés autour de régions cibles d'une sélection balancée pour mesurer les importances relatives de la sélection et de la démographie.L'analyse démographique par ABC des fonds génomiques a permis de dresser un cadre historique en rejetant l'hypothèse de migration récente entre ces deux espèces, et en appuyant l'importance de l'évolution de la tolérance aux métaux lourds dans le processus de spéciation d'A. halleri.Finalement, en mesurant les patrons de polymorphisme observés autour du locus-S, nous montrons que la sélection balancée affecte très localement le polymorphisme des régions neutres qui lui sont liées
The dichotomous view of life has long been availed to represent the diversity observed in nature. The recent expansion of sequence data have identified large discrepancies between the phylogenies of genes and species, forming the so-called "mosaic structure" of genomes. This complex pattern is the result of different neutral and adaptive evolutionary processes shaping the diversity of life. These processes explain the shared polymorphism observed between two different species. The trans-specific polymorphism (TSP) is generated by neutral retention of ancestral polymorphism, introgression and genetic homoplasy. Functional TSP is the result of the same processes and of the effects of natural selection. Whether local adaptation of a species contributes to the reduction of TSP, natural selection may increase the TSP in the case of balancing selection.Using the pair of closely related plant species Arabidopsis halleri and A. lyrata, we compared the patterns of polymorphism observed in genomic backgrounds to those observed in the neighborhood of the target regions of balancing selection, in order to measure the relative importance of selection and demography.Demographic analysis by ABC from genomic backgrounds leads to the rejection of the hypothesis of recent migration between these two species, and support the importance of the evolution of tolerance to heavy metals in the process of speciation of A. halleri.Finally, by measuring the patterns of polymorphism around the S-locus, we showed that balancing selection affects very localy the neutral linked polymorphism

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Madoui, Mohammed-Amine. "Identification d'effecteurs du pouvoir pathogène et de voies métaboliques chez l'oomycète Aphanomyces euteiches par une approche génomique." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/632/.

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Les oomycètes sont des microorganismes eucaryotes responsables de maladies dévastatrices chez les plantes cultivées. La pourriture racinaire causée par l'oomycète Aphanomyces euteiches est à l'origine de dommages importants sur les cultures de légumineuses. Afin d'identifier les effecteurs du pouvoir pathogène et de mieux connaitre le métabolisme d'A. Euteiches, une analyse globale du transcriptome a été réalisée. L'analyse bioinformatique de 20 000 ADNc issus de la souche ATCC201684 a conduit à la mise en place d'une base de données accessible en ligne, AphanoDB, sur laquelle les ESTs assemblées et annotées ont été déposées. L'exploitation d'AphanoDB a permis l'identification de nouveaux effecteurs putatifs du pouvoir pathogène et de voies métaboliques originales comme celle des stérols. L'étude de ce métabolisme a été approfondie par une approche biochimique. Contrairement à d'autre oomycètes comme Phytophthora, incapables de synthétiser des stérols, A. Euteiches possède tous les gènes nécessaires à leur synthèse. L'analyse biochimique des stérols d'A. Euteiches a montré que le fucostérol correspond au stérol majoritaire. L'inhibition de la synthèse de stérols par des triazoles comme le tébuconazole et l'époxiconazole a conduit à une inhibition de la croissance mycélienne. L'ensemble de ces travaux, associant des approches génomique et biochimique, ont permis une meilleur compréhension de la biologie et du pouvoir pathogène d'A. Euteiches. Ils permettront à terme de définir de nouvelles pistes de recherches pour lutter plus efficacement contre la pourriture racinaire des légumineuses
Oomycetes are a group of eukaryotic microorganisms causing devastating diseases on crops. Pea root rot disease caused by the oomycete Aphanomyces euteiches is the causal agent of important damages on legumes. To identify effectors of pathogenicity and metabolic pathways a transcriptomic approach was developped. In silico analysis of 20, 000 cDNAs obtained from the ATCC201684 strain led to the development of a database, AphanoDB, which is an online genomic ressource containing processed A. Euteiches ESTs. Data mining on AphanoDB allowed identifying new putatives effectors, and metabolic pathways, such as a sterol biosynthesis pathway. While most of oomycetes such as Phytophthora are unable to produce their own sterols, all the genes required for sterol synthesis were found in A. Euteiches. Biochemical analysis showed that fucosterol is the major A. Euteiches sterol. Inhibition of sterol synthesis with triazoles, such as tebuconazole and epoxiconazole, led to an inhibition of mycelial growth. This study is the first overview of A. Euteiches genomic, transcriptomic and metabolism that paves the way to the identification of new molecular targets to design anti-Aphanomyces chemicals

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Hereil, Alexandre. "Génétique d'association et prédiction génomique de la tolérance au stress abiotique chez la tomate." Electronic Thesis or Diss., Avignon, 2024. http://www.theses.fr/2024AVIG0374.

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Les stress abiotiques, tels que la salinité excessive ou la carence en nutriments, qui entraînent souvent une perte de rendement importante, constituent des défis majeurs pour l'agriculture mondiale. Ces stress sont particulièrement préjudiciables dans les régions confrontées à la pauvreté, à l'insécurité alimentaire et à la pénurie d'eau. L'amélioration de la résilience des cultures à haute valeur économique et nutritionnelle comme la tomate (Solanum lycopersicum L.) aux stress abiotiques pourrait offrir des avantages significatifs, à la fois sur le plan économique et en termes de santé publique. L'objectif de cette thèse est d'identifier les composantes génétiques de la tolérance aux stress abiotiques chez la tomate et d'explorer le potentiel de la prédiction génomique pour améliorer cette tolérance. Dans le premier chapitre, nous avons examiné l'architecture génétique de la tolérance à la carence en azote. Nous avons utilisé une méthodologie complète qui intègre la cartographie des QTL en utilisant une population multiparentale, une étude d'association à l'échelle du génome (GWAS) en utilisant un panel de diversité, et une analyse RNA-seq pour identifier les gènes candidats liés à la réponse à la carence en azote. Les deux chapitres suivants sont consacrés à l'étude de la tolérance au stress salin. Nous avons tout d'abord étudié plusieurs traits associés à l'accumulation de sodium dans différents organes et stades de développement de la plante dans le panel de GWAS, ce qui nous a permis d'identifier des QTLs et un gène candidat clé impliqué dans le transport du sodium au sein de la plante. En outre, nous avons également étudié l'impact du stress salin sur le métabolome des racines, en caractérisant les métabolites régulés de manière différentielle par le stress salin et en identifiant des biomarqueurs de la tolérance à la salinité. Des QTL et des gènes candidats liés à ces métabolites cibles ont été identifiés. Dans les derniers chapitres, nous avons utilisé la GWAS et la prédiction génomique dans des analyses multi-environnementales à l'aide d'un panel de diversité cultivé dans plusieurs conditions environnementales. Nous avons identifié des QTL d'interaction - dont les effets alléliques varient en fonction des conditions environnementales - et comparé différentes méthodologies GWAS. Nous avons également évalué l'efficacité de différents modèles de prédiction génomique pour améliorer la tolérance aux stress abiotiques. Cette étude a permis d'identifier plusieurs gènes candidats qui nécessitent une validation expérimentale plus poussée afin d'élucider leurs rôles fonctionnels et leurs applications potentielles dans les programmes de sélection. Les résultats préliminaires des modèles de prédiction génomique soulignent l'utilité de l'utilisation de ces approches pour prédire la tolérance aux stress abiotiques
Abiotic stresses, such as excessive salinity or nutrient deficiency, which often result in substantial yield losses, constitute significant challenges to global agriculture. These stresses are particularly detrimental in regions facing poverty, food insecurity and water scarcity. Improving the resilience of crops of high economic and nutritional value such as tomato (Solanum lycopersicum L.) to abiotic stresses could offer significant benefits, both economically and in terms of public health. The aim of this thesis is to identify the genetic components of abiotic stress tolerance in tomato and to explore the potential of genomic prediction to improve these traits. In the first chapter, we looked at the genetic architecture of nitrogen deficiency tolerance. We used a comprehensive methodology that integrates QTL mapping with multiparental population, genome-wide association study (GWAS) using a diversity panel, and RNA-seq to identify candidate genes related to nitrogen metabolism. The next two chapters are devoted to the study of salt stress tolerance. We first studied several traits associated with sodium accumulation in various plant organs and developmental stages in a GWAS panel, which enabled us to identify QTLs and a key candidate gene involved in sodium transport within the plant. In addition, we have also studied the impact of salt stress on the root metabolome, characterising metabolites differentially regulated by salt stress and identifying biomarkers of salinity tolerance. QTLs and candidate genes linked to these target metabolites have been identified. In the following two chapters, we engaged GWAS and genomic prediction in multi-environmental analyses using a diversity panel grown under a range of environmental conditions. We have identified interaction QTLs - whose allelic effects vary according to environmental conditions - and compared different GWAS methodologies. Then we have evaluated the effectiveness of various genomic prediction models for improving tolerance to abiotic stress. Our results revealed several candidate genes that require further experimental validation to elucidate their functional roles and potential applicability in breeding programmes. Preliminary results from genomic prediction models highlight the interest of using these approaches to predict tolerance to abiotic stresses, although further validation in breeding populations is required

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Calenge, Fanny. "Organisation génomique globale des facteurs de résistance à la tavelure (Venturia inaequalis), à l'oi͏̈dium (Podosphaera leucotricha) et au feu bactérien (Erwinia amylovora) chez le pommier (Malus x domestica)." Angers, 2004. http://www.theses.fr/2004ANGE0002.

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L'objectif de cette thèse était d'étudier l'organisation génomique des facteurs de résistance du pommier. Nous avons effectué la cartographie génétique d'une descendance de pommier, puis étudié le déterminisme génétique de la résistance partielle à la tavelure, l'oi͏̈dium et le feu bactérien dans trois descendances de pommier par analyse QTL. Nous avons enfin cartographié des gènes candidats de résistance et de défense. Les facteurs de résistance cartographiés au cours de ce travail et au cours d'autres travaux menés par d'autres équipes ont été réunis sur une même carte génétique. Nous avons observé une tendance forte au regroupement de facteurs de résistance différents et des colocalisations entre QTL, gènes majeurs et gènes candidats qui nous permettent de formuler quelques hypothèses sur la fonction des QTL et gènes majeurs du pommier. Ces résultats nous permettent d'envisager des stratégies de création de variétés de pommier à résistances multiples et durables
The purpose of this thesis was to determine the genomic organization of resistance factors in apple. We first constructed a genetic linkage map of an apple progeny. Then we studied the genetic determinism underlying partial resistance to scab, powdery mildew and fire blight in three progenies through a QTL analysis. At last, candidate genes presumably involved in resistance or defense against pathogens were mapped. The disease resistance factors identified during this study, and additional resistance factors (QTL and major genes) identified during previous studies were located on the same synthetic genetic linkage map. Most resistance factors were organized in clusters. Several co-localizations between QTL, candidate genes, and major genes occured, which led us to formulate some hypotheses about the putative functions of the genes and QTL mapped. From these results, strategies to create apple varieties carrying multiple resistances may be defined

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Wipf, Daniel. "Polymorphismes protéique et génomique au sein des Morchellaceae : mise au point d'un outil moléculaire adapté à l'étude de l'écologie du genre Morchella en milieu forestier." Nancy 1, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1997_0244_WIPF.pdf.

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Les morilles présentent une grande diversité de formes, difficiles à interpréter même pour les spécialistes. Ceci a engendré un grand nombre de classifications différentes. Par ailleurs, ces champignons présentent une grande variabilité de modes de vie, qui semblent fortement influencés par des facteurs micro-écologiques. Nous avons développé un outil moléculaire basé sur le polymorphisme de l'ADN ribosomal qui permet à la fois de clarifier la systématique ambigüe des morchellacees et une approche plus précise de leur écologie. Une étude préalable du polymorphisme isoenzymatique a montré que celui ci permet la séparation précise des souches y compris au sein d'une espèce, sans toutefois rendre compte des relations phylogénétiques. L'analyse par PCR/RFLP de l'espaceur interne transcrit de l'ADN, a permis la distinction de trois groupes d'espèces avec des longueurs de l'ITS qui varient entre 740 et 1230 pb ; le séquençage de cette région a autorisé une analyse de la phylogénie des morchellacees. Les distances phylogénétiques observées entre les groupes d'espèces au sein du genre morchella sont comparables voire supérieures à celles avec les genres voisins. Ceci suggère que de même que les fausses morilles Mitrophora et Verpa ont été exclues du genre Morchella au siècle dernier il paraîtrait justifié de scinder les vraies morilles en deux voire trois genre. L'analyse de la région ITS permet également de mettre en cause la valeur de certaines espèces de morille telle que M. Vulgaris. L'étude sur le terrain des associations avec des plantes a confirmé la double aptitude des morilles à la symbiose et au parasitisme. L'étude en conditions contrôlées a apporté une confirmation expérimentale de la spécificité de M. Elata pour Pinus banksiana, qui avait été décrite sur le terrain. La possibilité d'une association M. Esculenta-Betula pendula a en outre été démontrée. L'étude expérimentale a également renforcé l'hypothèse du caractère crucial de l'association des morilles à des plantes supérieures lorsqu'elles se développent dans un contexte écologique difficile.

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Ventelon-Debout, Marjolaine. "Génomique de l'interaction entre le riz (Oryza sativa L. ) et le virus de la panachure jaune (Rice yellow mottle virus) : étude comparative de la réponse chez un cultivar sensible et un cultivar partiellement résistant." Perpignan, 2003. http://www.theses.fr/2003PERP0525.

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Le RYMV (Rice yellow mottle virus) est responsable de la panachure jaune du riz, maladie affectant les rizières africaines. Oryza sativa regroupe deux groupes analogues à des sous-espèces : O. S. Indica, sensible au RYMV, et O. S. Japonica, plus résistant au RYMV. Notre étude concerne l'analyse des transcriptomes et protéomes de deux cultivars IR64 (O. S. Indica) sensible et Azucena (O. S. Japonica) partiellement résistant au RYMV. Les réponses des deux cultivars aux premiers stades de l'infection virale ont été caractérisées, mettant en évidence de nombreuses dérégulations de l'expression transcriptionnelle de gènes. Les catégories fonctionnelles telles que la photosynthèse, le métabolisme énergétique et les gènes de défense sont largement dérégulés au cours de l'infection, et des différences majeures entre les deux cultivars ont pu être identifiées
Rice Yellow Mottle Virus (RYMV) is one of the most damaging pathogens of rice (Oryza sativa) in Africa. O. Sativa comprises two groups of subspecies: O. S. Indica , very susceptible to RYMV infection and O. S. Japonica, partially resistant. Our project concerns the study of the transcriptome and the proteome of two varieties, a RYMV susceptible one (IR64, O. S. Indica) and a partially resistant one (Azucena, O. S. Japonica). Our main objectives are to identify and characterize the specific responses to RYMV of the two cultivars at the early stages of infection. Transcriptionnal expression is largely disturbed. Photosynthetic genes, metabolic genes and defense related genes are deregulated during RYMV infection specifically in each cultivar

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Chantreau, Maxime. "Vers une compréhension moléculaire de la biosynthèse pariétale chez le lin." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10215.

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Certaines plantes comme le jute, la ramie et le lin contiennent de longues cellules fibres caractérisées par la présence d’une épaisse paroi secondaire riche en cellulose et pauvre en lignine. Peu de choses sont connues concernant la biosynthèse de leur paroi, particulièrement en ce qui concerne les mécanismes qui contrôlent la lignification. Pour améliorer nos connaissances sur ces mécanismes chez le lin, deux approches de génomique fonctionnelle ont été développées. La première approche repose sur la technique de VIGS (Virus-Induced Gene Silencing). Le protocole d’infection a été optimisé en utilisant le gène contrôle PDS (Phytoene desaturase). Cette approche a ensuite été appliquée pour caractériser fonctionnellement les gènes de cellulose synthases A. La seconde approche concerne la création d’une population de mutants EMS et le développement d’une stratégie de TILLinG (Targeted Induced Local Lesions in Genomes). Le criblage Li-Cor de deux gènes (C3H et CAD) impliqués dans la biosynthèse des monolignols a permis d’identifier respectivement 79 et 76 familles de mutants pour chaque gène. Les calculs indiquent que la population présente un taux de mutation 1/41 Kb. Un criblage cytologique de la population de mutants a ensuite permis d’identifier une sous-population (lbf) présentant des fibres lignifiées. Une caractérisation approfondie des mutants lbf1 indique que le contenu en lignine des fibres est augmenté de 350% et associé à d’importantes modifications dans le pool d’oligolignols. Les analyses transcriptomiques suggèrent que l’augmentation de la lignification est associée à une régulation positive de l’expression de peroxydases impliquées dans la lignification
Certain plants such as jute, ramie and flax contain elongated fiber cells (bast fibers) characterized by the presence of a thick cellulose-rich secondary cell wall containing low amounts of lignin. Little is known about cell wall biosynthesis in bast fibers and especially about the mechanisms controlling lignification. To improve our understanding of cell wall formation in the fiber model plant flax, we developed two functional genomics approaches. The first approach is based on the VIGS (Virus-induced gene silencing) procedure. We firstly optimized the infection protocol for flax using the PDS (Phytoene desaturase) control gene. We then used our protocol to functionally characterize cellulose synthase A genes. The second approach concerned the characterization of a flax EMS mutant population and the development of a TILLinG (Targeted Induced Local Lesions in Genomes) strategy. Li-Cor based screening of two genes (C3H and CAD) involved in monolignol biosynthesis allowed us to identify respectively, 79 and 76 mutant families for each gene. Calculation indicated that our population has a mutation rate of 1/41 Kb. Subsequently we used a high throughput cytological screening of our mutant to identify a sub-population showing lignified bast fibers (lbf population). In-depth characterization of the flax lbf1 mutant indicate that bast fiber lignin content increased by 350% and was associated with important modifications in the oligolignol pool. Whole genome transcriptomics suggested that increased lignification was related to an important up-regulation in lignin-associated peroxidase gene expression

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Nsibi, Mariem. "Contribution des stratégies de sélection génomique et phénomique aux programmes d'amélioration génétique de l'abricotier (Prunus armeniaca L.) pour quelques traits d'intérêt." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, SupAgro, 2021. http://www.theses.fr/2021NSAM0021.

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L'adossement de l'amélioration génétique des espèces animales et végétales aux progrès technologiques a permis l'avènement de stratégies récentes de sélection s'appuyant sur des données à haut-débit. Le progrès génétique résultant, sous-tendu par l'étude de l'architecture génétique des caractères d'intérêt agronomique, permet désormais un changement de paradigme pour substituer à une démarche de caractérisation des candidats à la sélection une démarche de prédiction de leur réponse à la variation environnementale.Ainsi, la sélection génomique (SG) fondée sur la contribution de plusieurs dizaines de milliers de marqueurs couvrant tout le génome a révolutionné les programmes de sélection, en surmontant le problème de l'héritabilité manquante rencontré dans les stratégies de sélection assistées par marqueurs qui s'appuient sur les locus impliqués dans la variation de caractères quantitatifs (QTL), préalablement détectés par analyse de liaison génétique ou par des études d'association pangénomiques (GWAS). Certaines limites de la SG ont récemment ouvert la voie à la sélection phénomique (SP) qui, en se basant sur la spectroscopie infrarouge, semble offrir une alternative potentiellement aussi efficace et moins coûteuse que la SG.Dans cette perspective, cette thèse s'inscrit dans l'objectif d'évaluer le potentiel de ces avancées scientifiques et technologiques dans les programmes de sélection de l'abricotier Prunus armeniaca. Chez cette espèce fruitière, les méthodes conventionnelles se heurtent à diverses limites biologiques et à la longueur des cycles de sélection, qui freinent le progrès génétique. En corollaire, le recours aux données à large échelle s'inscrit dans l'ambition d'accélérer le gain génétique par unité de temps et créer des variétés performantes afin de répondre aux attentes des différents acteurs du secteur abricot. Dans cette perspective, nous avons évalué la performance des modèles de SG et SP en termes de précision de prédiction des caractères agronomiques. Ce travail s'est appuyé sur une population biparentale en pseudo-F1 (Goldrich × Moniqui) et sur une collection de ressources génétiques présentant un large panel de diversité, pour laquelle de nombreuses données phénotypiques étaient disponibles.Pour répondre aux objectifs de la thèse, une stratégie de validation croisée a été utilisée afin de prédire des caractères d'intérêt tels que la qualité des fruits, la phénologie (dates de floraison et de maturité) et la sensibilité aux maladies. Nos résultats ont souligné l'intérêt des approches de SG et de SP pour cet ensemble de caractères présentant des architectures génétiques contrastées. Également, nous avons proposé des scénarios d'optimisation des approches de SG et SP en nous appuyant sur la pondération des modèles de prédiction par le biais de la valorisation de l'information apportée par l'architecture génétique des caractères sous investigation. De surcroît, nous avons évalué une stratégie de prédiction multivariée reposant sur des caractères proxy pour prédire des caractères focaux coûteux et difficiles à mesurer. L'implémentation pratique de ces approches dans les programmes de sélection est discutée et les contributions respectives de la SG et la SP sont évaluées
Harnessing technological breakthroughs in data acquisition to genetic improvement of animal and crop species has allowed the advent of novel selection strategies grounded on high-throughput data. The genetic progress issued from unravelling the genetic architecture of agronomically relevant traits resulted in a paradigm shift from extensive characterization of selection candidates to a prediction strategy of their response to environmental variation.Thus, genomic selection (GS) based on the contribution of several tens of thousands of markers covering the entire genome has revolutionized breeding programs. It has overcome the problem of missing heritability encountered in marker-assisted selection (MAS), which relies on minimal fractions of genetic variance accounted for by a few quantitative trait loci (QTL), identified by linkage analysis or genome-wide association studies (GWAS). The constraints of GS, notably linked to the missing heritability unaccounted for by MAS, have recently paved the way for a novel selection strategy denoted as phenomic selection (PS), which is based on infrared spectroscopy and seems to offer a potentially valuable alternative to SG.In this perspective, this PhD project aims at evaluating the potential of the recourse to high throughput data in favor of the genetic improvement of apricot tree, Prunus armeniaca, for which conventional breeding is hindered by various biological limitations and long selection cycles and thus tends to impede the genetic progress. Therefore, the drive behind the use of large-scale data is to hasten the genetic gain per unit time and create genetically superior varieties with improved genetic constitution in order to meet the expectations and needs of apricot sector stakeholders.Within this context, we evaluated the performance of GS and PS models in terms of prediction accuracy for different agronomic traits within a biparental pseudo-testcross population (Goldrich × Moniqui) and a collection of genetic resources encompassing a wide range of diversity.To this end, a cross-validation strategy was performed to predict a panel of traits of agronomic interest such as fruit quality, phenology (flowering and maturity dates) and disease susceptibility. Our findings highlighted the efficiency of GS and PS approaches for several traits with contrasting quantitative genetic architectures. Furthermore, we proposed scenarios for optimizing the prediction accuracy through weighting GS and PS models using the information brought by genetic architecture of these traits. In addition, we assessed a multivariate modelling approach where the emphasis was placed on proxy traits in order to predict costly and difficult-to-measure target traits such as ethylene production. The potential place of both strategies within apricot breeding programs is discussed and their respective contributions to selection decisions is evaluated

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Gonin, Mathieu. "Etude fonctionnelle de gènes régulés par le facteur de transcription CROWN ROOT LESS1 impliqués dans l’initiation et le développement des racines coronaires chez le riz." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG039.

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Le but de cette thèse est de préciser les mécanismes moléculaires agissant en aval du facteur de transcription CROWN ROOT LESS 1 (CRL1) qui régule la formation des racines coronaires (RC). Nous avons pu identifier dans un premier temps une nouvelle séquence d’ADN reconnue par CRL1 nommé CRL1-box différente de la LBD-box qui était le seul motif cis-régulateur précédemment décrit pour la famille des facteurs de transcription (FT) de type LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN (LBD). Nous avons ensuite identifié un groupe de gènes régulés par CRL1, et avons montré l’implication de deux d’entre eux, OsROP et OsbHLH044, dans le développement des RC. OsbHLH044 est un facteur de transcription répresseur et semble être aussi impliqué dans la sénescence cellulaire ainsi que la réponse aux stress. Enfin, nous avons mis en évidence une cascade de régulation liant positivement CRL1 avec QUIESCENT-CENTER-SPECIFIC HOMEOBOX (QHB) un gène impliqué dans la différenciation et le maintien du centre quiescent via le facteur de transcription OsHOX14. En addition nous avons mis en évidence une boucle de rétroaction négative de QHB sur ses activateurs CRL1 et OsHOX14, qui pourrait être impliquée dans la structuration du primordia de racine coronaire
The aim of this thesis is to specify the molecular mechanisms acting downstream of the CROWN ROOT LESS 1 transcription factor (CRL1) that regulates coronary root (CR) formation. We were able to identify at first a new CRL1 recognized DNA sequence named CRL1-box different from the LBD-box which was the only cis-regulatory motif previously described for the LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN (LBD) transcription factor (TF) family. We then identified a group of genes regulated by CRL1, and showed the involvement of two of them, OsROP and OsbHLH044, in the development of CR. OsbHLH044 is a repressive transcription factor and appears to be also involved in cell senescence as well as stress response. Finally, we demonstrated a regulatory cascade linking CRL1 with QUIESCENT-CENTER-SPECIFICHOMEOBOX (QHB), a gene involved in the differentiation and maintenance of the quiescent center, via the OsHOX14 transcription factor. In addition we have demonstrated a negative feedback loop of QHB on its activators CRL1 and OsHOX14, which could be involved in structuring the coronary root primordia

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Hénocq, Laura. "Histoire évolutive d’un groupe mésopolyploïde chez les Brassicaceae : approches transcriptomiques et phylogénomiques pour évaluer les conséquences de la polyploïdie sur l’évolution du système d’auto-incompatibilité." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2018. http://www.theses.fr/2018LILUR019.

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La plupart des plantes à fleurs ont connu au moins un évènement de duplication de génome entier (WGD) au cours de leur histoire évolutive et en particulier les membres des Brassicaceae. Ainsi, l’ancêtre commun de la tribu des Brassiceae aurait subi deux évènements successifs de WGD, générant une triplication de génome (WGT). Les évènements de WGD sont généralement suivis d’une diploïdisation impliquant des modifications génétiques, épi-génétiques et transcriptionnelles aboutissant à la formation d’un génome diploïde. Par ailleurs, après un événement de WGD, la dynamique des éléments transposables est perturbée, ce qui peut conduire à une augmentation des évènements de translocation. Dans une lignée de Brassiceae, une réduction de la divergence moléculaire entre allèles ainsi qu’une translocation génomique ont été observées au locus d'auto-incompatibilité (locus S). On suspecte ces patrons d’être associés aux évènements de WGD. A partir d’approches phylogénomiques et d’analyse de la diversité du locus S dans la tribu des Brassiceae, nous souhaitons déterminer si le goulot d’étranglement observé au locus S chez les Brassiceae est contemporain à l’événement de WGT et s’il est associé à une translocation du locus S. Mes analyses suggèrent que toutes les espèces de Brassiceae partagent un même événement de WGT mais aussi que la perte de diversité phylogénétique au locus S semble précéder la diversification des Brassiceae. Néanmoins, mes données ne me permettent pas de conclure fermement quant au lien entre translocation génomique du locus S et événement de WGT, bien qu’elles indiquent que la translocation observée chez Brassica est partagée par plusieurs clades de Brassiceae
Whole genome duplication events are common in flowering plants and especially within the Brassicaceae family. For example, the common ancestor of the Brassiceae tribe has experienced two successive WGD events, generating a whole genome triplication (WGT). WGD events are generally followed by a diploidization process involving genetic, epigenetic and structural changes leading to a diploid genome. Furthermore, after such an event, the dynamic of transposable elements is disturbed, which can lead to an increase in translocation events. In one lineage of the Brassiceae tribe, a decrease of molecular divergence among alleles and a genomic translocation have been observed at the self-incompatibility locus (S locus). We suspect that these patterns are associated with the allopolyploidy events. Using phylogenomic approaches combined with S-locus diversity analyses, we aim at determining whether the bottleneck observed at the S-locus in the Brassiceae tribe is contemporaneous with the inferred whole genome triplication and whether these events are also associated with the translocation of the S-locus. My analyses suggest that all Brassiceae species share the same whole genome triplication event as well as a loss of phylogenetic diversity at the S-locus predating the divergence of Brassiceae lineages. Nevertheless, my data do not allow me to conclude about the association between the genomic translocation of the S locus and the whole genome triplication event, although they indicate that the translocation found in Brassica is shared by several Brassiceae clades

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Hénocq, Laura. "Histoire évolutive d’un groupe mésopolyploïde chez les Brassicaceae : approches transcriptomiques et phylogénomiques pour évaluer les conséquences de la polyploïdie sur l’évolution du système d’auto-incompatibilité." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R019/document.

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La plupart des plantes à fleurs ont connu au moins un évènement de duplication de génome entier (WGD) au cours de leur histoire évolutive et en particulier les membres des Brassicaceae. Ainsi, l’ancêtre commun de la tribu des Brassiceae aurait subi deux évènements successifs de WGD, générant une triplication de génome (WGT). Les évènements de WGD sont généralement suivis d’une diploïdisation impliquant des modifications génétiques, épi-génétiques et transcriptionnelles aboutissant à la formation d’un génome diploïde. Par ailleurs, après un événement de WGD, la dynamique des éléments transposables est perturbée, ce qui peut conduire à une augmentation des évènements de translocation. Dans une lignée de Brassiceae, une réduction de la divergence moléculaire entre allèles ainsi qu’une translocation génomique ont été observées au locus d'auto-incompatibilité (locus S). On suspecte ces patrons d’être associés aux évènements de WGD. A partir d’approches phylogénomiques et d’analyse de la diversité du locus S dans la tribu des Brassiceae, nous souhaitons déterminer si le goulot d’étranglement observé au locus S chez les Brassiceae est contemporain à l’événement de WGT et s’il est associé à une translocation du locus S. Mes analyses suggèrent que toutes les espèces de Brassiceae partagent un même événement de WGT mais aussi que la perte de diversité phylogénétique au locus S semble précéder la diversification des Brassiceae. Néanmoins, mes données ne me permettent pas de conclure fermement quant au lien entre translocation génomique du locus S et événement de WGT, bien qu’elles indiquent que la translocation observée chez Brassica est partagée par plusieurs clades de Brassiceae
Whole genome duplication events are common in flowering plants and especially within the Brassicaceae family. For example, the common ancestor of the Brassiceae tribe has experienced two successive WGD events, generating a whole genome triplication (WGT). WGD events are generally followed by a diploidization process involving genetic, epigenetic and structural changes leading to a diploid genome. Furthermore, after such an event, the dynamic of transposable elements is disturbed, which can lead to an increase in translocation events. In one lineage of the Brassiceae tribe, a decrease of molecular divergence among alleles and a genomic translocation have been observed at the self-incompatibility locus (S locus). We suspect that these patterns are associated with the allopolyploidy events. Using phylogenomic approaches combined with S-locus diversity analyses, we aim at determining whether the bottleneck observed at the S-locus in the Brassiceae tribe is contemporaneous with the inferred whole genome triplication and whether these events are also associated with the translocation of the S-locus. My analyses suggest that all Brassiceae species share the same whole genome triplication event as well as a loss of phylogenetic diversity at the S-locus predating the divergence of Brassiceae lineages. Nevertheless, my data do not allow me to conclude about the association between the genomic translocation of the S locus and the whole genome triplication event, although they indicate that the translocation found in Brassica is shared by several Brassiceae clades

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Akakpo, Roland. "Etude de la domestication et de l’adaptation de l’igname (Dioscorea spp) en Afrique par des approches génomiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS124.

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L’igname (Dioscorea spp) est un aliment de base de plus de 100 millions de personnes en Afrique. L’objectif de cette thèse était d'étudier la diversité génomique de l'igname, comprendre les bases génétiques de sa domestication, et d'étudier son adaptation à différentes zones climatiques. L’étude du processus de domestication de l’igname a été menée par une approche de génomique comparée entre l’espèce cultivée D. rotundata et deux espèces sauvages apparentées D. praehensilis et D. abyssinica, en utilisant des données de séquençage NGS génomique. Nous avons mis en évidence des sélections fortes de gènes de la voie de biosynthèse de l’amidon. Des gènes impliqués dans la morphologie des tubercules ou l’aptitude au phototropisme, ainsi que des gènes du complexe NADH deshydrogenase ont également été identifiés comme sélectionnés durant la domestication. Ce même complexe NADH-DH a également été identifié lors de la recherche de gènes associés à la distribution d’une collection d’ignames selon la variabilité climatique. Nous avons aussi créé la première banque de novo d’éléments transposables (ET) de l’igname. L’étude que nous avons menée sur les éléments répétés (ER) du génome de l’igname nous a permis d’identifier une forte corrélation entre la variabilité des abondances relatives d’un grand nombre d’ERs et la variabilité climatique. Enfin, nous avons pu proposer une hypothèse quant à l’origine de l’igname cultivée D. rotundata. La domestication de l'igname dériverait de l'espèce inféodée au milieu forestier, D. praehensilis. Ces résultats remettent en cause l’hypothèse d’une origine stricte en zone de savane pour les espèces cultivées et l’agriculture en Afrique de l'Ouest
Yam (Dioscorea spp) is a major staple for more than 100 million people in Africa. The main objectives of the present PhD project were to study yam genomic diversity, its domestication, and to characterize the genomic determinism of its adaptation to different climatic zones. We investigated the genetic basis of yam domestication in a comparative genomic approach between the cultivated species D. rotundata and two wild close relatives D. praehensilis and D. abyssinica, by exploiting NGS sequencing data. We demonstrated that genes from the starch biosynthesis were selected during yam domestication. Genes related to tuber morphology or phototropism ability, as well as genes of the NADH dehydrogenase complex were also under selection. The same NADH-DH complex was also identified when assessing adaptation to climate variability. We also created the first de novo database of yam transposable elements (TEs). The study we performed on these repeat elements (REs) highlighted a strong correlation between the variability in relative abundances of numerous REs and climatic variability. Finally, we were able to propose an hypothesis on the origin of the cultivated yam D. rotundata. Our hypothesis identifies the origin of yam in the forest areas, with the species D. praehensilis as the putative progenitor. Our results question the generally admitted hypothesis of savannah origins for crops and agriculture in Africa

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Cunnac, Sébastien. "Identification à l'échelle génomique des effecteurs dépendant du système de sécrétion de type III de la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30197.

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La bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum est l'agent causal du flétrissement bactérien des solanées. Les gènes hrp codent pour un appareil de sécrétion de protéines, dit de type III, qui permet l'injection d'effecteurs du pouvoir pathogène à l'intérieur des cellules végétales hôtes. Le gène régulateur hrpB contrôle l'expression des composants de la machinerie Hrp et des substrats qui l'empruntent. La caractérisation du mécanisme d'action de HrpB a permis de définir un motif cis-opérateur conservé, la boite hrpII, indispensable à l'activité des promoteurs du régulon. Une liste de 114 gènes candidats a été constituée suite à la recherche de ce motif sur la séquence du génome de R. Solanacearum GMI1000. Dans un deuxième temps, l'analyse fonctionnelle des candidats identifiés par les approches in silico a été entreprise : 48 de ces gènes font partie du régulon hrpB. Neuf brg (gènes hrpB-régulés) sont homologues à des effecteurs de type III précédemment décrits chez d'autres bactéries phytopathogènes. Les 31 brg restants codent pour des protéines originales qui arborent un signal d'injection potentiel. La translocation hrp-dépendante de cinq protéines candidates dans des cellules végétales a été confirmée. L'étude du pouvoir pathogène des mutants d'insertion générés vis-à-vis de deux espèces hôtes indique que l'interaction n'est modifiée que pour un petit nombre d'entre eux. Finalement, nous avons caractérisé le gène avrA, qui conditionne l'aptitude de la bactérie à déclencher une réponse hypersensible sur différentes espèces de Nicotiana. L'ensemble de ces travaux suggère que le génome de R. Solanacearum héberge un répertoire d'effecteurs de type III considérable (50 à 70). La compréhension de leur contribution respective au pouvoir pathogène de R. Solanaceraum nécessitera l'élucidation de leur activité moléculaire sur le métabolisme de la cellule végétale
Ralstonia solanacearum is the causal agent of bacterial wilt disease. Hrp genes encode a type III protein secretion apparatus that allows virulence effectors injection into the host plant cell. The regulatory gene hrpB controls expression of the structural components of the secretion machinery as well as its substrates. Characterization of the mode of action of HrpB allowed the definition of the hrpII box, a conserved cis-operator motif required for activity of the promoters belonging to this regulon. A search for this motif on R. Solanacearum GMI1000 genome sequence produced a list of 114 candidate genes. The next step involved the functional analysis of a group of these candidate genes : 48 of them were shown to belong to the hrpB regulon. Nine brg (hrpB-regulated genes) are homologous to known type III effectors from other plant pathogenic bacteria. The remaining 31 brg encode unknown or hypothetical proteins harbouring a putative type III-translocation signal. Hrp-dependent translocation into plant cells was confirmed for five candidate proteins. Only a few of the insertion mutants generated displayed an altered virulence when tested onto two host species. Finally, we identified and characterized the avrA gene which is necessary for elicitation of the hypersensitive response on some Nicotiana species. Altogether, these data suggest that R. Solanacearum genome contains a large type III effector repertory (50 to 70). Understanding their relative contribution to R. Solanacearum pathogenicity will await future elucidation of their molecular activity on the plant cell metabolism

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Lariviere, Delphine. "Méthodes bioinformatiques d'analyse de l'histoire évolutive des familles de gènes ˸ intégration de données, indices évolutifs, et analyses fonctionnelles appliquées aux familles de gènes impliquées dans la réponse des plantes aux stress environnementaux." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, SupAgro, 2016. http://www.theses.fr/2016NSAM0041.

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L'étude des familles de gènes et de leur histoire évolutive apporte des indices précieux pour l'annotation fonctionnelle. En effet, le transfert d’annotations fonctionnelles entre gènes dépend de leur histoire évolutive, que cela soit l’histoire des duplications ou la simple divergence de séquence. Afin d'aider la compréhension des familles de gènes, la reconstruction de l'histoire évolutive doit être associée à des annotations et indices fonctionnels liés aux gènes de la famille. Cette reconstruction de l'histoire évolutive des familles passe par l'intégration de plusieurs données hétérogènes. Les indices évolutifs peuvent provenir de plusieurs sources et faire appel à différents outils, il est alors important de bien identifier quelles sont les informations nécessaires à ces études, mais aussi de rendre possible leur intégration dans une analyse commune adapté aux organismes étudiés. Après avoir étudié les spécificités des génomes de plantes et les modes d'évolution spécifiques des familles de gènes nous avons apporté une réponse à cette problématique en développant un système intégratif dédié à l'analyse des familles de gènes, et particulièrement des familles de gènes impliquées dans la réponse aux stress environnementaux. Ce système contient un ensemble d'outils sélectionnés incluant une méthode originale d'intégration des données de synténie, et propose une visualisation synthétique des informations nécessaire à l'étude des familles de gènes. Ce système a été appliqué à l'analyse de familles d'intérêt impliquées dans la résistance aux stress abiotiques, qui nous permet de discuter de l'apport de ce système à l'étude des familles de gènes
The study of gene families and their evolutive history brings precious evidences for the functional annotation of families. The functional transfer depends on one hand on the relationship between genes, and on another hand on the sequence divergence. In order to facilitate the comprehension of gene families, the inference of their evolutive history must be correlated to functional evidences and annotations. This inference is possible through the integration of several heterogeneous data. Evolutive evidences can come from several different data sources and need several tools . It is therefore important to clearly identify both these sources and tools, but also to implement their integration in a common analysis specific to the studied organisms. After studying plant genomes specificities, and their specific mode of evolution, we responded to this problematic through the development of an integrative system containing expertingly chosen data, and implemented tools dedicated to the analysis of gene families. The system also propose a synthetic visualisation analytic tool and an original method to integrate syntenic data for gene family analysis. This system has then been used to study gene family of interest, implied in abiotic stress resistance in plants, that allows us to discuss the intake of the system for gene family analysis

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Lalagüe, Hadrien. "Genetic response of tree population to spatial climatic variation : an experimental genomic and simulation approach in Fagus sylvatica populations along altitudinal gradients." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20042/document.

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Un enjeu majeur de la génétique évolutive est de comprendre comment l'adaptation locale se développe en population naturelle, et comment les différentes forces évolutives y contribuent. Les études expérimentales d'adaptation locale utilisent couramment les gradients altitudinaux présentant une variation spatiale marquée des conditions environnementales. Dans ces conditions, on s'attend à ce que la différentiation génétique pour les caractères (traditionnellement mesurée par QST) et pour les gènes déterminant ces caractères (traditionnellement mesurée par FSTq) le long du gradient soit gouvernée de façon prédominante par la sélection et les flux de gènes, et peu influencée en revanche par la dérive génétique et la mutation. En particulier, des études théoriques ont montré un découplage entre QST et FST lorsque que les flux de gènes sont forts et/ou que la sélection est récente. Dans cette étude, nous avons testé cette hypothèse en combinant une approche de génomique expérimentale et des simulations dans des populations naturelles de hêtre commun (F. sylvatica) séparées de ~trois kilomètres et soumis à des environnements contrastés.Pour l'approche expérimentale, nous avons échantillonné 4 populations sur deux gradients altitudinaux sur le Mont Ventoux (avec une population à haute altitude et une à basse altitude sur chaque gradient). Cinquante huit gènes potentiellement impliqué dans la réponse aux stress abiotiques et dans le débourrement ont été séquencés sur un total de quatre-vingt seize individus, révélant 581 SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms). Différentes approches ont été utilisées pour identifier les SNP outlier, présentant une différentiation plus forte qu'attendu sous un modèle neutre sans sélection. Le nombre de SNPs outlier identifié comme étant sous sélection s'est révélé être grandement dépendant de la méthode utilisé. La méthode fréquentiste a détecté de nombreux outliers alors que l'approche bayésienne n'a pu permettre de détecter des SNPs sous sélection. Par ailleurs, nous avons utilisé un modèle mécaniste individu-centré pour simuler les patrons de diversité phénotypique et génétique attendus le long du gradient pour la phénologie du débourrement végétatif, un caractère généralement adaptatif dans la réponse aux variations de température. Les résultats des simulations confirment que la différentiation génétique observée pour le caractère (QST) est généralement plus forte que celle observée au gène (FSTq), et que cette différentiation génétique au trait intervient dès la première génération. Toutefois, les tests d'outlier conduits sur le le modèle simulé ont révélé que plus de 95% des SNPs outlier sont des faux positifs. Comme dans l'approche expérimentale, l'approche Bayésienne ne s'est pas révélé suffisamment fiable pour détecter des QTLs dans des populations spatialement proche et génétiquement faiblement différentiée. Néanmoins une approche multi-locus basée sur un estimateur peu utilisé en génétique (le Zg) a révélé la forte corrélation inter-populations inter-gènes des QTLs confirmant les attendus théoriques. Toutefois, cette approche ne permet pas de détecter précisément les QTLs sans connaissance a priori sur les QTLs. En conclusion, les travaux de cette thèse mettent en évidence la rapidité des changements génétique qui interviennent en moins de 5 générations pendant la modification du climat, et la difficulté de détecter les gènes codant pour des traits complexes
A major challenge in population genetics is to understand the local adaptation process in natural population and so to disentangle the various evolution forces contributing to local adaptation. The experimental studies on local adaption generally resort to altitudinal gradients that are characterized by strong environmental changes across short spatial scales. Under such condition, the genetic differentiation of the functional trait (measured by the Qst) as well as the genes coding for trait (measured by Fstq) are expected to be mainly driven by selection and gene flow. Genetic drift and mutation are expected to have minor effect. Theoretic studies showed a decoupling between Qst and Fst under strong gene flow and / or recent selection. In this study, I tested this hypothesis by combining experimental and modelling genomic approach in natural population of Fagus sylvatica separated by ~3 kilometres and under contrasted environments.Sampling was conducted in south-eastern France, a region known to have been recently colonised by F.sylvatica. Four naturally-originated populations were sampled at both high and low elevations along two altitudinal gradients. Populations along the altitudinal gradients are expected to be subjected to contrasting climatic conditions. Fifty eight candidate genes were chosen from a databank of 35,000 ESTs according to their putative functional roles in response to drought, cold stress and leaf phenology and sequenced for 96 individuals from four populations that revealed 581 SNPs. Classical tests of departure of site frequency spectra from expectation and outlier detection tests that accounted for the complex demographic history of the populations were used. In contrast with the mono-locus tests, an approach for detecting selection at the multi-locus scale have been tested.The results from experimental approaches were highly contrasted according the method highlighting the limits of those method for population loosely differentiated and spatially close. The modelling approach confirmed the results from the experimental data but revealed that up to 95% of the SNPs detected as outliers were false positive. The multi-locus approach revealed that the markers coding for the trait are differentially correlated compared to the neutral SNPs. But this approach failed to detect accurately the markers coding for the trait if no a priori knowledge is known about them. The modelling approach revealed that genetic changes may occur across very few generation. But while this genetic adaptation is measurable at the trait level, the available method for detecting genetic adaptation at the molecular level appeared to be greatly inaccurate. However, the multi-locus approach provided much more promise for understanding the genetic basis of local adaptation from standing genetic variation of forest trees in response to climate change

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Pêtre, Benjamin. "Contribution à l'analyse post-génomique de l'interaction entre le peuplier et Melampsora larici-populina, le champignon biotrophe responsable de la maladie de la rouille foliaire." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0110/document.

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Melampsora larici-Populina est un champignon biotrophe qui infecte le peuplier et cause la maladie de la rouille foliaire, entraînant d'importants dégâts dans les peupleraies. Un des objectifs de l'UMR Interactions Arbres/Microorganismes est de caractériser les déterminants moléculaires de ce pathosystème. Au cours de cette thèse, des approches post-Génomiques ont permis de mener à bien quatre projets de recherche. Premièrement, l'analyse du transcriptome des temps précoces de l'interaction peuplier/M. larici-Populina a révélé un transporteur de sulfate de peuplier fortement induit par l'infection (chapitre II). Deuxièmement, l'analyse phylogénomique de la famille des thaumatin-Like proteins (TLP) a entre autres mis en évidence certains clades spécifiquement associés aux réponses aux stress chez le peuplier (chapitre III). Troisièmement, le gène codant la petite protéine sécrétée Risp de fonction inconnue est fortement induit lors des réponses de défense du peuplier et n'a pas d'homologue chez les autres plantes. La protéine recombinante est intrinsèquement désordonnée et présente une double activité de protéine antifongique envers M. larici-Populina et d'éliciteur endogène des réponses de défense chez le peuplier (chapitre IV et V). La combinaison de ces deux propriétés n'a jamais été rapportée chez une protéine de plante. Enfin, les gènes MlpP4.1 et MlpH1.1 de M. larici-Populina codent des petites protéines sécrétées riches en cystéines et de fonction inconnue, considérées comme des effecteurs candidats (chapitre VI). L'expression de MlpP4.1 et MlpH1.1 est très fortement induite lors de l'infection des feuilles de peupliers et des activités de virulence ont été observées chez Arabidopsis thaliana. Les analyses biochimique et structurale des protéines recombinantes sont en cours et ont déjà permis de démontrer la forte stabilité de MlpP4.1, probablement liée à la présence de plusieurs ponts disulfures. A l'aide des protéines recombinantes, plusieurs partenaires protéiques ont été identifiés chez les plantes permettant d'établir des hypothèses quant à leur rôle
Melampsora larici-Populina is a biotrophic fungus that infects poplar and causes the foliar rust disease, leading to severe damages in plantations. A major aim of the Tree- Microbe Interactions department is to characterize molecular determinants of the pathosystem. During this thesis, four research projects were achieved through post-Genomic approaches. First, transcriptome analysis of the early interaction between poplar and M. larici-Populina revealed a fungal-Induced host sulfate transporter (chapter II). Secondly, the phylogenomic analysis of the thaumatin-Like protein (TLP) family uncovered some clades specifically associated with stress responses in poplar (chapterIII). Thirdly, the gene encoding the small secreted protein of unknown function Risp is strongly induced during poplar defense reponses and has no homolog in other plants. The recombinant protein is intrinsically disordered and presents a dual activity as an antifungal protein against M. larici-Populina and as an endogenous elicitor of defense responses in poplar (chapter IV and V). The combination of both properties in a single protein has never been reported in plants. Finally, M. larici-Populina MlpP4.1 and MlpH1.1 genes encode cysteine-Rich small-Secreted proteins of unknown fonction, considered as candidate effectors (chapter VI). MlpP4.1 and MlpH1.1 expression is strongly induced during poplar leaf colonization, and virulence activities were observed in Arabidopsis thaliana. Biochemical and structural analyses of recombinant proteins are ongoing and already revealed the strong stability of MlpP4.1, likely due to the presence of several disulfide bridges. Several plant partners of the recombinant proteins were identified and have allowed for setting hypotheses about their role

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Robic, Kévin. "Les populations de Dickeya pathogènes de la pomme de terre : lutte intégrée, structure et génomique des populations Pattern and causes of the establishment of the invasive bacterial potato pathogen Dickeya solani and of the maintenance of the resident pathogen D. dianthicola." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASB012.

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Chez la pomme de terre, Solanum tuberosum, les phytopathogènes des genres Pectobacterium et Dickeya sont responsables de la maladie de la jambe noire et de la pourriture molle causant d’importants dommages dans les champs mais aussi lors du stockage des tubercules. En dehors des méthodes de prophylaxie, aucun traitement n’est à ce jour efficace pour lutter contre cette maladie. La FN3PT/inov3PT mène différents projets de recherche afin de mieux connaitre ces pathogènes et de proposer des traitements adaptés. L’objectif de ce travail a été d’étudier les gènes essentiels à la bactérie D. solani RNS 08.23.3.1A lors des différentes étapes du cycle infectieux à savoir la colonisation de la rhizosphère, la macération des tiges et la macération des tubercules. Pour cela, une approche Tn-seq a été utilisée, dont la robustesse a été évaluée en déterminant le génome essentiel de D. solani. Les gènes essentiels aux différentes conditions in vivo ont ensuite été identifiés. Dans un second temps, un criblage de molécules biostimulantes de l’agent de biocontrôle Pseudomonas spp PA14H7 a été réalisé. Ce criblage a permis d’identifier différentes molécules métabolisées par PA14H7. Des tests de biostimulations en serre ont été effectués afin de valider l’effet biostimulateur de ces molécules sur une population d’agents de biocontrole introduite artificiellement dans la rhizosphère de pomme de terre. L’incidence sur la maladie a été observée. Puis l’action d’antibiose, de 6 agents de biocontrôle précédemment identifiés, a été évaluée in vitro face à un panel de 41 pathogènes des genres Pectobacterium et Dickeya
In potato plant, Solanum tuberosum, the phytopathogens Pectobacterium and Dickeya are responsible for blackleg and soft rot diseases causing extensive damage in fields and also during storage of tubers. Apart from prophylaxis methods, no treatment permits to control these diseases. The FN3PT / inov3PT is carrying out various research projects in order to better understand these pathogens and to offer suitable treatments. The objective of this work was to study the genes essential to the bacterium D. solani RNS 08.23.3.1A during the different stages of the infectious cycle, namely the colonization of the rhizosphere, the maceration of the stems and the maceration of the tubers. For this, a Tn-seq approach was used, the robustness of which was evaluated by determining the essential genome of D. solani. The genes essential to the various conditions in vivo were then identified. Secondly, a screening of biostimulating molecules of the biocontrol agent Pseudomonas spp PA14H7 was carried out. This screening made it possible to identify different molecules metabolized by PA14H7. Greenhouse biostimulation tests were performed to validate the biostimulatory effect of these molecules on a population of biocontrol agents artificially introduced into the potato rhizosphere. The incidence on the disease has been observed. Then the antibiosis action of 6 previously identified biocontrol agents was evaluated in vitro against a panel of 41 pathogens of Pectobacterium and Dickeya

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Yu, Hong. "Caractérisation des familles de facteurs de transcription ARF et Aux/IAA chez l'eucalyptus, rôles dans la formation du bois." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2446/.

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L'auxine est une hormone centrale du développement chez les végétaux et joue un rôle clé dans la régulation de la formation du bois. Les ARFs (Auxin-response factors) et les Aux/IAAs (Auxin/Indole acetic acid) sont des régulateurs importants de la voie de signalisation de l'auxine. La disponibilité de la séquence du génome d'Eucalyptus grandis nous a permis d'étudier les caractéristiques et l'histoire évolutive de ces deux familles de gènes. Nous avons identifié et caractérisé 17 EgrARFs et 24 EgrIAAs. Des analyses d'expression sur un large panel d'organes et de tissus et en réponse à des signaux environnementaux, ont mis en évidence des gènes candidats préférentiellement exprimés dans le xylème. La caractérisation fonctionnelle de EgrIAA4, 9 et 20 a été réalisée par surexpression chez Arabidopsis. Les analyses des lignées transgéniques ont montré des modifications évidentes dans la différentiation des cellules du xylème et/ou des fibres interfasciculaires. En conclusion, cette étude offre une caractérisation complète de deux familles de régulateurs importants de l'auxine chez l'Eucalyptus et met en évidence l'implication de certains membres dans la régulation de la formation du bois
Auxin is a key regulator of cambium activity and wood formation. Auxin Response Factors (ARF) and Auxin/Indole-3-Acetic Acid (Aux/IAA) are important regulators of auxin responses in plants. Thanks to the recent Eucalyptus grandis genome sequence, we identified 17 ARF and 24 Aux/IAA, and further characterized their gene structure, protein motif architecture, chromosomal location. By a combination of comparative phylogeny and transcript profiling in a large panel of organs, tissues and environmental conditions, we identified promising candidates and carried out their functional characterization to study their potential roles in wood formation. The stabilized versions of EgrIAA4m, 9Am and 20 were overexpressed in Arabidopsis. The transgenic lines exhibited auxin-related aberrant phenotypes, and obvious modifications in xylem and/or fiber cells differentiation and secondary cell wall composition. Altogether, this study provides a comprehensive characterization of the Eucalyptus ARF and Aux/IAA gene families and highlights the involvement of some members in the regulation of wood development

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Poncet, Bénédicte N. "Modèles de distribution d’allèles pour la détection de la variabilité génétique adaptative chez une espèce non modèle, Arabis alpina." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENV034.

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Comprendre les bases moléculaires de l'adaptation est un enjeu majeur en biologie évolutive. L'adaptation locale est le patron de distribution de génotypes résultant de l'action de la sélection qui tend à différencier certaines populations vivant dans des environnements différents. Au niveau génétique, l'adaptation locale se traduit par des fréquences alléliques variant le long des gradients de sélection. L'objectif de ce travail de doctorat est d'étudier l'apport des modèles de distributions d'allèles dans l'étude de l'adaptation locale à travers le cas de la plante alpine Arabis alpina (Brassicaceae) en milieu naturel. Premièrement, un criblage génomique de 825 marqueurs AFLPs sur 678 plantes provenant de 198 sites des Alpes françaises et suisses a été réalisé. Il a nécessité le développement d'une méthode de sélection des marqueurs semi-automatique. Les conséquences de cette sélection des marqueurs sur l'estimation des structure et variabilité génétiques ont été explorées. Deuxièmement, des loci d'intérêt écologique ont été identifiés comme potentiellement sous sélection. Leurs distributions alléliques sont significativement corrélées à des variables environnementales climatiques et topographiques. Les effets confondants (admixture et isolement par la distance) ont été évalués et écartés dans notre cas d'étude. Troisièmement, certains loci d'intérêt écologique ont été séquencés afin d'identifier des gènes candidats et régions génomiques potentiellement sélectionnées, en recourant à la synténie entre les génomes d'A. Alpina et de l'espèce modèle, Arabidopsis thaliana. Finalement, l'approche corrélative de détection de la sélection a été comparée avec les approches plus classiques de génomique des populations permettant de la valider. L'ensemble de ces travaux suggère que les modèles de distribution d'allèles sont une première étape pertinente avant des études d'écologie fonctionnelle visant à mieux comprendre l'adaptation à différentes conditions environnementales
Understanding the molecular basis of adaptation is a major task in evolutionary biology. Local adaptation is the pattern of genotype distributions driven by the natural selection that tends to differentiate populations living in different environments. Genetically, local adaptation results in allele frequencies varying along selection gradients. Our objective is to infer the contribution of allele distribution models in the study of local adaptation through the case of the alpine plant Arabis alpina (Brassicaceae) in the wild. First, a genome scan of 825 AFLP markers genotyped on 678 plants from 198 sites in French and Swiss Alps has been completed and has required the development of a semi-automatic method to select the markers. The effects of this selection on the estimation of genetic structure and variability have been explored. Second, ecologically relevant loci were identified as potentially submitted to selection. Their allele distributions are significantly correlated with environmental variables and topographical conditions. The confounding effects (admixture and isolation by distance) were assessed and discarded in our study case. Some ecologically relevant loci have been sequenced to identify candidate genes and genomic regions potentially selected using the synteny between the genomes of A. Alpina and the model species Arabidopsis thaliana. Finally, the correlative approach to detect selection was compared with more traditional approaches of population genomic. These results suggest that the allele distribution models are a first step before the relevant functional ecology studies to better understand the adaptation to different environmental conditions

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Soundiramourtty, Abirami. "Exploring the transpositional landscape and recent transposable element activity in beech trees using long read mobilome and genome sequencing and with new computational tools." Electronic Thesis or Diss., Perpignan, 2024. http://www.theses.fr/2024PERP0043.

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L’adaptation des organismes aux changements environnementaux est devenue une question fondamentale de la recherche, en particulier face aux impacts du réchauffement climatique. Un axe clé de recherche consiste à comprendre comment les éléments génétiques sous jacent, tels que les éléments transposables (ET). Les ET sont des séquences d'ADN répétés présentes chez tous les Eucaryotes, possédant la capacité unique de se déplacer au sein du génome, un phénomène appelé transposition active. Ainsi, ils peuvent provoquer des mutations en générant des insertions polymorphiques d'ET (TIPs) entre individus, voire des insertions somatiques. En général, les ET restent inactifs grâce à des mécanismes épigénétiques qui limitent leur prolifération incontrôlée. Cependant, ils peuvent être réactivés par divers stimuli environnementaux, rendant la transposition active relativement rare. Cette mobilité des ET peut être révélée en utilisant l'ADN circulaire extrachromosomique (ADNecc) comme marqueur de transposition. Le paysage transpostionnel des TEs et leur activité récente ont été décrits chez des organismes modèles, mais restent inexploités chez les espèces pérennes comme les arbres. Cette étude vise à explorer l’activité transpositionelle récente et la mobilité en cours des ET chez des espèces pérennes non modèles en utilisant le hêtre européen (Fagus sylvatica) comme notre modèle d’étude. Nous avons cherché à étudier l'activité récente des ET et leur mobilité continue en identifiant les variants causés par les ET au sein d'une population et chez un individu (à l'échelle somatique) en utilisant le séquençage du génome complet (WGS) et le séquençage du mobilome (ou ADNecc). Nous avons réalisé le séquençage WGS et du mobilome d'arbres de la forêt de Verzy, connue pour abriter des hêtres nains et tortillards, également appelés « mutants ». Ces arbres présentent des traits morphologiques instables, avec chez certains arbres de nouvelles branches qui se développent avec une forme normale. Nous avons identifié deux ET appartenant au type des Miniature Inverted Repeats Transposable Elements (MITEs), nommés SQUIRREL1 et SQUIRREL2, qui se mobilisent activement dans ces arbres, produisant une grande quantité dADNecc et causant même des variations somatiques. SQUIRREL1 et SQUIRREL2 sont également actifs dans les hêtres de la forêt de la Massane. De plus, dans tous ces arbres, plusieurs d’autres ET, principalement des MITEs, produisent une grande quantité dADNecc, bien que leur niveau d’activité semble varier en fonction des tissus, suggérant que l'activité des ET varie selon le stade de développement et indiquant une transposition dominée par les MITEs chez le hêtre. Parallèlement, nous avons étudié les TIPs dans une population de hêtres de la forêt de la Massane, une forêt ancienne classée au patrimoine mondial de l'UNESCO. En séquençant 150 arbres, nous avons cherché à comprendre comment les ET contribuent à la diversité génétique de l'ensemble de la population en détectant les TIPs générés par les Long Terminal Repeats rétrotransposons (LTR RT) et les MITEs en utilisant le séquençage WGS. Nous avons détecté environ 30 000 TIPs de LTR-RT chez chaque individu, contre 70 000 TIPs de MITEs. La plupart de ces TIPs restent à faible fréquence mais de nombreux MITE-TIPs restent localisés près de gènes fonctionnels et conservés au sein de la population. À partir des TIPs, nous avons identifié plusieurs points chauds de variation et des régions conservées le long du génome du hêtre permettant d’abordant la structuration du génome chez cette espèce. Pour conclure, notre étude met en lumière l’importance des ET dans la structuration du paysage génomique des arbres, en particulier dans la manière dont ces éléments contribuent à l’évolution des espèces à longue durée de vie. Les recherches futures pourraient étendre ces travaux à d’autres espèces d'arbres et explorer si les schémas observés se retrouvent dans d’autres espèces d’arbres
The adaptation of organisms to environmental changes has become a fundamental research question,particularly in the context of climate change. A key area of this research is to identify underlying genetic elements, such as transposable elements (TEs), contributing to this process. TEs are repetitive DNA sequences found across all eukaryotes, possessing the unique ability to move within the genome, a phenomenon known as active transposition. They can cause mutations by generating transposable element insertion polymorphisms (TIPs) between individuals, and even somatic insertions. Generally, TEs remain inactive by epigenetic mechanisms that limit their uncontrolled proliferation. However, they can be reactivated upon various environmental stimuli, making active transposition relatively rare. TE mobility can be detected using extrachromosomal circular DNA (eccDNA) as a marker of transposition. The transpositional landscape of TEs and their recent activity have been documented in model organisms but remain underexplored in perennial species such as trees. This study aims to investigate recent transpositional activity and ongoing mobility of TEs in non-model perennial species, using European beech (Fagus sylvatica) as our model. We sought to study recent TE activity and their continuous mobility byidentifying TE-induced variants within a population and in an individual (at the somatic scale) using whole-genome sequencing (WGS) and mobilome sequencing (eccDNA). We conducted WGS and mobilome sequencing of trees from the Verzy forest, known for its dwarf and tortuous beeches, also referred as "mutants." These trees exhibit unstable phenotypical traits, with some trees developing new normal branches. We identified two TEs belonging to the Miniature Inverted Repeat Transposable Elements (MITEs) type, named SQUIRREL1 and SQUIRREL2, which are actively mobilizing in these trees, producing large amounts of eccDNA and even causing somatic variations.SQUIRREL1 and SQUIRREL2 are also active in beech trees from the Massane forest. Furthermore, in all these trees, several other TEs,mainly MITEs, produce significant amounts of eccDNA, although their activity levels appear to vary depending on the tissues, suggesting that TE activity could be tissue-specific indicating MITE-dominated transposition in beech. Simultaneously, we investigated TIPs in a population of beech trees from the Massane forest, an ancient forest classified as a UNESCO World Heritage site. By sequencing 150 trees, we aimed to understand how TEs contribute to the genetic diversity of the entire population by detecting TIPs generated by Long Terminal Repeat retrotransposons (LTR-RTs) and MITEs using WGS. We detected approximately 30,000 LTR-RT TIPs in each individual, compared to 70,000 MITE TIPs. While most of these TIPs remain at low frequency, many MITE-TIPs are located near functional genes and more conserved within the population. Using these TIPs, we identified several hotspots of variation and conserved regions along the beech genome, providing insights into genome structure in this species. In conclusion, our study highlights the importance of TEs in shaping the genomic landscape of trees, particularly in understanding how these elements contribute to the evolution of long-lived species. Future research could expand this work to other tree species and explore whether the patterns observed in beeches are common in other types of trees

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Chambard, Marie. "Analyse génomique de l'ADN extracellulaire du Root Extracellular Trap (RET) et caractérisations omiques des "root Associated Cap-Devrived Cells" (AC-DC) chez le soja Glycine max (L.) Merr.1917." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR020.

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Le soja, culture d’intérêt agronomique mondiale et bientôt Normande, doit faire face à l’attaque de nombreux phytopathogènes et notamment à l’oomycète Phytophthora sojae Kaufm. & Gerd., qui engendrent chaque année d’importantes pertes économiques. Le RET (Root Extracellular Trap) est situé à l’apex racinaire, est constitué de cellules détachées de la racine appelées cellules frontières ou AC-DC (root Associated Cap-Derived Cells) et de leur mucilage associé. On retrouve au sein de ce mucilage des glycomolécules, des protéines, ou encore de l’ADN extracellulaire (ADNex). Cet ensemble, formant un territoire racinaire particulier, va permettre la protection de la racine et notamment de son apex contre les stress biotiques et abiotiques. Afin de mieux comprendre les mécanismes de défense racinaires, et notamment de certains acteurs du RET, une analyse transcriptomique et protéomique des AC-DC et de la racine et une analyse génomique de l’ADNex ont été réalisées en conditions témoin et élicitée avec PEP-13, un éliciteur provenant des oomycètes du genre Phytophthora sp. Les analyses transcriptomique et protéomique ont montré une spécificité des AC-DC par rapport aux racines et une réponse à PEP-13 qui semble différente entre ces deux zones. Le séquençage génomique de l’ADNex du RET a été réalisé afin de déterminer l’origine de celui-ci et savoir s'il existe une spécificité de séquences entre les deux conditions. Il semblerait que l'ADNex ait une meilleure couverture lors de l'alignement sur l’ADN mitochondrial et l’ADN plastidial comparé à l’ADN chromosomique. Cette différence de couverture peut indiquer une différence de persistance de l’ADNex dans le RET en fonction de son origine (chromosomique ou mitochondrial et plastidial), ou une libération dans le RET par ces organites. Il semblerait également qu’il n’y ait pas de différences entre les séquences d’ADNex du RET en condition élicitée avec PEP-13 ou témoin
Soybean, a crop of Normand and world agronomic interest, is threatened by numerous phytopathogens like the oomycete Phytophthora sojae Kaufm. & Gerd., wich generate high levels of economical losses. The RET (root extracellular trap) is located at the root apex and is composed of border cells or AC-DC (root associated cap-derived cells) and their mucilage. This mucilage is made up of glycomolecules, proteins or also extracellular DNA (exDNA). The RET play a role in root protection against biotic stresses. In order to better understand the role of the RET in root protection, a transcriptomic and a proteomic analysis where done on AC-DC and roots in controle condition and in elicited condition with PEP-13 (an elicitor from Phytophthora sp.). The results show a specificity of AC-DC compared to the root, and an answer to PEP-13 wich seems to be different between these two tissues. An other experiment was to sequence RET exDNA in controle and elicited conditions, in order to define the origin of this exDNA. We show that the coverage of mitochondrial and plastidial DNA where much better than the coverage of chromosomic DNA. It could mean that chromosomic DNA isn’t conserved as well as organelles DNA, or exDNA could originate from organelles. Furthermore, results seems to show no differences between the sequences of elicited or control exDNA

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Changenet, Valentin. "Towards new roles for cytochrome P450s and strigolactones in Fusarium Head Blight of Brachypodium distachyon." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS354/document.

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La fusariose des épis est l’une de maladies les plus dommageables des céréales tempérées et est principalement causée par le champignon toxinogène Fusarium graminearum (Fg). Ces dix dernières années, de nombreuses études ont rapporté l’induction transcriptionnelle de gènes de la plante codant pour des cytochromes P450 (P450) en réponse l’infection par Fg. Les P450s constituent une famille enzymatique impliquée dans de nombreuses voies métaboliques, certaines avec des intérêts potentiels dans la résistance face aux maladies. Nous avons utilisé la petite graminée modèle Brachypodium distachyon (Bd) pour caractériser fonctionnellement le premier gène codant pour un P450 induit chez la plante au cours de la fusariose des épis par l’utilisation de lignées altérées dans la séquence ou l’expression du gène Bradi1g75310 codant le P450 BdCYP711A29. Nous avons montré qu’en plus d’être un facteur de sensibilité à la maladie, le gène Bradi1g75310 est impliqué dans une voie de biosynthèse hormonale chez Bd, celle des strigolactones (SLs). En effet, en plus de complémenter génétiquement les phénotypes aériens de la lignée mutante max1-1 d’Arabidopsis thaliana altérée dans le gène homologue MAX1 (AtCYP711A1), une lignée de Bd surexprimant Bradi1g75310 (lignée OE) exsude davantage d’orobanchol, une SL spécifique, que la lignée sauvage ou mutante. Une analyse préliminaire de l’impact direct de l’orobanchol sur la croissance de Fg semble indiquer une activation des étapes précoces du développement du champignon (germination) qui pourrait être à l’origine de l’induction plus rapide de gènes de défenses observée chez une lignée OE de Bradi1g75310. Nous avons également montré que les 4 paralogues de Bradi1g75310 chez Bd, qui codent également pour des CYP711A, sont tous capable de complémenter la lignée max1-1 et avons généré du matériel végétal fondamental pour la poursuite de l’étude de la diversification des SLs chez la plante monocotylédone modèle Bd. Au global, ce projet constitue une première étape dans la caractérisation de l’implication des P450 dans la réponse de la plante face à l’infection par Fg en plus de donner de nouveaux indices concernant le rôle des SLs dans les interactions plante-pathogène. Les résultats obtenus au cours de ce travail de thèse pourront permettre l’amélioration de caractères tant développementaux que de résistance à la fusariose chez les céréales cultivées
Fusarium Head Blight (FHB) is one of the most important diseases of temperate cereals and is mostly caused by the toxin producing-fungus Fusarium graminearum (Fg). This last decade, several studies reported the transcriptional activation of cereal cytochrome P450-encoding genes (P450s) in response to Fg infection. P450s constitute an enzymatic family participating in very diverse metabolic pathways with potential interest for disease resistance. We used the model temperate cereal Brachypodium distachyon (Bd) to functionally characterize the first FHB-induced P450- encoding gene using Bd lines altered in the locus or gene expression of the Bradi1g75310 gene encoding the BdCYP711A29 P450. We showed that in addition to be a plant susceptibility factor towards the disease, the Bradi1g75310 gene is involved in the hormonal biosynthetic pathway of strigolactones (SLs) in Bd. Indeed, in addition to genetically complement the shoot phenotypes of the Arabidopsis thaliana mutant line for the homologous gene MAX1 (AtCYP711A1, max1-1 line), a Bd linewhich overexpresses the Bradi1g75310 gene (OE) exudes more orobanchol, a specific SL, compared to wild-type or mutant lines. Preliminary analysis of the direct impact of orobanchol on Fg growth suggests an activation of early fungal development (germination) likely to induce faster induction of defense-related genes during FHB, observed in Bradi1g75310 OE line. We showed that the four paralogs of Bradi1g75310 encoding BdCYP711A P450s are all able to genetically complement max1-1 line and provide important plant material for studying SLs diversification in the model monocot B. distachyon. Overall, this project constitutes a first step in the characterization of P450s involvement in plant response towards Fg infection in addition to give new evidences about the role of SLs in plant-pathogen interactions. Results obtained during this Ph.D. project will allow the improvement of both developmental and FHB-related traits in cereal crops

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Schatz-Daas, Déborah. "OEX1, une exonuclease/flap endonuclease nécessaire à la stabilité du génome mitochondrial d'arabidopsis thaliana." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2021. http://www.theses.fr/2021STRAJ016.

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Les organites des plantes sont en permanence exposées à divers stress pouvant altérer leurs génomes. Des mécanismes spécifiques sont dédiés à leur maintenance et leur réparation. Si l'on connait les mécanismes en jeu, certains facteurs indispensables ne sont pas encore identifiés, entre autres des nucléases nécessaires pour la réplication, la réparation et la stabilité du génome mitochondrial. Au cours de ma thèse, j'ai caractérisé l'exonucléase mitochondriale OEX1 d'Arabidopsis thaliana. Les mutants d'OEX1 ce sont avérés très affectés dans leur développement et fertilité. J'ai montré que OEX1 est capable d'activité 5'-3' exonucléase et flap-endonucléase ainsi que de dégradation des ARN hybridés à l'ADN. OEX1 pourrait jouer un rôle dans les mécanismes de réparation du BER et de la recombinaison homologue, mais aussi dans la maturation des fragments d'Okazaki et l'élimination des R-loop. J'ai aussi généré des mutants pour OEX2, un paralogue de OEX1 mais adressée au chloroplaste, par la technologie CRIPSR-Cas9. Ces mutants ne sont pas affectés dans leur développement, indiquant que les fonctions d'OEX2 ne sont pas aussi essentielles que celles de OEX1
Plant organelles are constantly exposed to various stresses that can alter their genomes, which require specific mechanisms for their maintenance and repair. If we know the mechanisms involved, several factors essential to the maintenance of the mitochondrial genome have not yet been identified, among others nucleases necessary for the replication, repair and stability of the genomes. During my thesis, I characterized the mitochondrial exonuclease OEX1 from Arabidopsis thaliana. The mutants of OEX1 were found to be very affected in their development and fertility. I have shown that OEX1 is capable of 5'-3 'exonuclease and flap-endonuclease activities, and of degrading RNAs hybridized to DNA. OEX1 could thus play a role in the repair mechanisms of BER and homologous recombination, but also in the maturation of Okazaki fragments and the elimination of R-loops. I also generated mutants for OEX2, a paralog of OEX1 but addressed to the chloroplast, by CRIPSR-Cas9 technology. However, these mutants are not affected in their development, indicating that the functions of OEX2 are not as essential as those of OEX1

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Cormier, Fabien. "Nitrogen use efficiency inwheat in bread wheat (T. aestivum L.) : breeding & gene discovery." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22574/document.

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Dans un contexte de réduction des intrants agricoles, la création de variétés de blé qui utilisent l’azote de manière plus efficiente est aujourd’hui nécessaire. Cette thèse, issue d'un partenariat public-privé entre l'Institut National de la Recherche Agronomique et Biogemma, avait pour but d'apporter des outils nécessaires à la création de variétés répondant à cette exigence. Pour ce faire, nous avons analysé 225 variétés commerciales génotypées avec 24K SNP et testées dans huit combinaisons d’année, lieu et régime azoté. Nous avons montré que même si la sélection a amélioré l’efficience d’utilisation de l’azote en condition optimale et sub-optimale, ce progrès génétique doit être accéléré et mieux réparti entre les différents traits. Nous proposons pour cela de mixer sélection phénotypique et sélection assistée par marqueurs. Dans ce sens, nous avons développé une méthode pour définir les régions chromosomiques associées à nos 28 traits. Parmi les 333 régions identifiées, nous avons notamment localisé le gène NAM-A1 et avons pu caractériser ses variants naturels. Nous avons aussi montré que la sélection génomique pourrait être plus efficace si les SNP étaient présélectionnés en fonction de leurs significativités en génétique d’association multi-environnementale. Les réseaux d’interactions épistatiques furent aussi étudiés, mettant en évidence un sous-réseau particulièrement intéressant. Nos résultats et méthodes sont discutés au regard des stratégies d’amélioration variétale et de découverte de gènes. Des pistes de recherche complémentaires et des améliorations ont aussi été suggérées
In a context of fertiliser reduction, breeding for enhanced nitrogen use efficiency in bread wheat is necessary. This PhD thesis resulting from private-public collaboration between the French National Institute for Agricultural Research and Biogemma aimed providing necessary tools. Analyses were conducted using a dataset of 225 commercial varieties genotyped with 24K SNP and tested in eight combinations of year, location, and nitrogen regimes. We showed that even if past selection increased nitrogen use efficiency at high and moderate nitrogen regimes, genetic progresses need to be accelerated and better balanced between traits. This could be achieved by mixing phenotypic and marker assisted selections. In this sense, we developed a method to define quantitative trait locus from genome-wide association study: 333 chromosomal regions involved in 28 NUE-related traits have been identified. The NAM-A1 gene was located in one of these regions and its natural variants were characterized. We also showed that genomic selection could be improved by pre-selecting SNP based on their significance in a multi-environmental genome-wide association study. Networks of epistasis interactions were also studied and an interesting sub-network was identified. Results and methods are discussed regarding breeding and gene discovery strategy. Further investigations and improvements are suggested

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Picart, Picolo Ariadna. "L'importance du nucléole et des gènes d'ARN ribosomique 45S dans l'organisation 3D et la stabilité du génome chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Perpignan, 2019. http://www.theses.fr/2019PERP0025/document.

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Le nucléole est le site de biogenèse des ribosomes, qui commence par la transcription des gènes d’ARN ribosomique (ARNr). Cependant, le nucléole est également impliqué dans d'autres processus cellulaires, comme l’organisation 3D du génome. Ainsi, des régions génomiques appelées NADs pour Nucleolus-Associated chromatin Domains, ont été identifiées dans des cellules animales et végétales. Ces régions sont surtout hétérochromatiques et les gènes associés ont tendance a être peu ou pas transcrits. Un des objectifs de ma thèse a été d’étudier l’implication du nucléole dans l’organisation de la chromatine au sein du noyau et la régulation transcriptionnelle de gènes transcrits par l’ARN Polymérase II chez Arabidopsis thaliana. Par ailleurs, parmi les centaines de copies de gènes d’ARNr, uniquement une fraction participe au processus de biogenèse des ribosomes. Dans un second temps, j’ai donc étudié le rôle de ces copies inactives. On a pu démontrer que l’absence des gènes d’ARNr inactifs n’engendre pas de changements majeurs dans la fonction nucléolaire. Par contre, ces copies participent à la stabilité du génome. En effet, en leur absence, des duplications génomiques allant jusqu’à plusieurs centaines de kilobases s’accumulent, entraînant des duplications de gènes et des différences du niveau d’expression de ces derniers. Finalement, les effets de ces changements structuraux sur la biologie de la plante sont discutés
The nucleolus is the site of ribosome biogenesis, which begins with the transcription of ribosomal RNA (rRNA) genes. However, the nucleolus is also involved in other cellular processes, such as the 3D genome organization. Thus, genomic regions called NADs for Nucleolus-Associated chromatin Domains, have been identified in animal and plant cells. These regions are mostly heterochromatic and the associated genes tend to be poorly transcribed. One of the objectives of my thesis was to study the involvement of the nucleolus in the 3D genome organization and the transcriptional regulation of genes transcribed by RNA Polymerase II in Arabidopsis thaliana. In addition, only a fraction of rRNA gene copies participates in the process of ribosome biogenesis. In a second time, I studied the role of the inactive rRNA gene copies. We show that in their absence, there is no major changes in the nucleolus function. However, these copies contribute to genome stability. Indeed, in their absence, up to several hundred of kilobases long duplication events accumulate, resulting in the duplication and the differential expression of hundreds of genes. Finally, the impact of these structural changes on the plant biology are discussed

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Baron, Étienne. "Génomique écologique de la réponse à la compétition chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10206/document.

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La compétition est considérée comme un facteur majeur responsable de la structure, de la diversité et de la dynamique des communautés végétales. Cependant, la génétique sous-jacente à cette dynamique éco-évolutive est encore peu connue. Notamment, à l’échelle d’une population, la variation génétique naturelle de la réponse à différentes conditions de compétition, l’identité des traits phénotypiques sous sélection génotypique et des bases génétiques impliquées dans la réponse à la compétition sont mal compris. Par une approche de génomique écologique ciblant l’espèce modèle Arabidopsis thaliana, l’objectif principal de cette thèse est de caractériser la génétique associée à la capacité compétitrice à une échelle locale selon une complexité d’interactions avec des espèces compétitrices progressive. En me focalisant d’abord sur la compétition monospécifique, j’ai montré que l’identité du compétiteur et le décalage de sa germination permettaient un maintien de diversité génétique et fonctionnelle au sein de la population-cible. Par une approche de Genome Wide Association (GWA) mapping, j’ai identifié différents QTLs de réponse à la compétition selon les conditions de compétition monospécifique. Puis, j’ai démontré que le contexte d’interactions plurispécifiques modifiait la réponse à la compétition d’une population locale. De plus, j’ai montré que la réponse à la compétition d’une population locale pouvait évoluer en huit générations, en lien avec des changements de composition spécifique au sein de la communauté. Enfin, j’ai démontré que la dynamique adaptative d’A. thaliana pouvait être fortement influencée par l’intensité de la compétition en conditions naturelles
Competition is considered as a major factor responsible for plant communities structure, diversity and dynamics. However, the genetics underlying this local eco-evolutionary dynamics remains poorly understood. Notably, at the population scale, the natural genetic variation of response to different competition conditions, the identity of phenotypic traits under genotypic selection and of genetic basis implied in the response to competition still need to be addressed. By an ecological genomics approach using the model species Arabidopsis thaliana, the main goal of this thesis is to characterize the genetics related to the competitive ability at a local scale, according to an increasing complexity of interactions between the competitor species. First, by focusing on monospecific competition, I showed that both the competitor identity and the lag of competitor germination time promote the maintenance of the genetic and functional diversities within the target population. Based on an approach of Genome Wide Association (GWA) mapping, I detected QTLs of response to competition that were strongly dependent on the conditions of monospecific competition. Second, in the context of multispecific interactions, I demonstrated that the response of a local population to competition was highly specific to the surrounding communities considered. In addition, based on a resurrection approach, I showed that the response of a local population to competition could evolve in less than eight generations, likely in relationship to community shifts. Third, I demonstrated that the adaptive dynamic of A. thaliana was highly influenced by the competition intensity in natural conditions

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Limones, Méndez Mariana Cecilia. "Développement d’outils moléculaires et cellulaires pour générer des variétés de Pomelo « Star Ruby » ne produisant pas de Furocoumarines." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0045.

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Les furocoumarines sont des composés phénoliques impliqués dans la défense contre les herbivores. Ces molécules sont majoritairement décrites dans quatre familles botaniques, notamment les Rutaceae, dont font partie les agrumes. Ces molécules sont phototoxiques ce qui peut poser des problèmes pour leur utilisation comme par exemple en cosmétique ou en phytothérapie. D’autre part, en cas d’ingestion par exemple via la consommation de jus de certains agrumes, elles ont responsables de l’inhibition d’enzymes de détoxication comme le CYP3A4 humain. Cela peut conduire à des surdosages médicamenteux connus sous le nom d’Effet Pomelo. Ce travail de thèse a consisté à réfléchir et à développer, des outils qui permettront de générer de manière ciblée des variétés de pomelo qui ne produisent plus de furocoumarines. Nous avons abordé l’ensemble des étapes essentielles pour la mise en place d’une stratégie global : i) des méthodes reproductibles ont été développées pour la production de protoplastes et de cultures cellulaires de pomelo Star Ruby ; ii) des conditions de transformation de protoplastes par électroporation ont également été mises au point ; iii) finalement, pour inhiber de manière spécifique la voie de biosynthèse des furocoumarines, nous avons choisi de mettre en œuvre une approche d’édition de génome en utilisant une méthodologie CRISPR/Cas9. La mise au point de la méthode a été réalisée avec un gène codant pour une umbelliferone 6-dimethylallyl transférase. Les résultats obtenus indiquent que la stratégie est envisageable. Pour renforcer la stratégie CRISPR/Cas9, nous avons mis en œuvre une démarche d’identification de gènes cibles additionnels. En utilisant une approche de data mining de bases de données génomiques et transcriptomiques nous avons identifié 18 séquences candidates, potentiellement impliquées dans la voie de biosynthèse des furocoumarines. L’expression hétérologue des protéines correspondantes et leur caractérisation fonctionnelle a permis de montrer que CYP706J12 est en mesure de métaboliser l’hérniarine, une coumarine. Ce résultat apporte des éléments pour émettre des hypothèses sur l’évolution convergente de la synthèse des coumarines et des furocoumarines chez les végétaux supérieurs
Furanocoumarins are phenolic compounds involved in defense against herbivores. These molecules are mainly described in four botanical families. Rutaceae, one of those families, includes Citrus species. Furanocoumarins are phototoxic compounds, which can be problematic for their use in cosmetics or in phytotherapy. Furanocoumarin ingestion via citrus juice consumption, may inhibit human enzymes of detoxification, such as human CYP3A4. This can lead to drug overdoses known as the “Grapefruit Juice Effect”. This work consisted in the development of tools that will allow to generate new varieties of pomelo that no longer produce furanocoumarins by targeted genome edition. We have covered the essential steps for the implementation of a global strategy: i) reproducible methods have been developed for the production of protoplasts and cell cultures of Star Ruby grapefruit; ii) conditions for protoplast transformation by electroporation have also been developed; iii) finally, to specifically inhibit the furanocoumarin biosynthetic pathway, we chose to implement a genome editing approach using a CRISPR / Cas9 methodology. The development of the method was carried out with a gene encoding umbelliferon 6-dimethylallyltransferase. The results obtained indicate that the strategy is feasible. To strengthen the CRISPR / Cas9 strategy, we implemented a method to identify additional target genes. Using a data mining approach of available genomic and transcriptomic databases we identified 18 candidate sequences potentially involved in the furanocoumarin biosynthetic pathway. Heterologous expression of the corresponding proteins and their functional characterization made it possible to show that CYP706J12 is able to metabolize herniarin (a coumarin). This result provides elements to hypothesize about the convergent evolution of coumarin and furanocoumarin synthesis in higher plants

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Koné, Doufoungognon. "Réponse évolutive à l'effet combiné de la pollution et du réchauffement climatique." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSES032.

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L'effet combiné des stress environnementaux induits par l'homme entraîne la perte de biodiversité et la dégradation de nos écosystèmes. La plasticité et l'adaptation sont des processus éco-évolutifs clés qui peuvent limiter les pertes de biodiversité dues aux changements environnementaux. De nombreuses études évaluent la réponse immédiate des organismes aux multistress, peu se focalisent sur leur réponse évolutive. Mon projet de thèse vise à apporter de nouvelles réponses sur les effets de deux stress environnementaux majeurs, la pollution et le réchauffement climatique, sur la fitness des organismes en travaillant à deux échelles de temps (court et long terme). J'applique les fondements de l'écotoxicologie dans un contexte évolutif, une discipline appelée évo-toxicologie . Je développe des expériences exposant plusieurs génotypes du cilié Tetrahymena thermophila à plusieurs stress : métaux, sels, antibiotiques et augmentation de la température. J'évalue leurs réponses plastiques, via la construction de courbes dose-réponse (normes de réactions), et adaptatives via de l'évolution expérimentale. J'approfondis certains mécanismes cellulaires et moléculaires qui pourraient sous-tendre les schémas observés. Les systèmes expérimentaux utilisés sont des microcosmes de laboratoire pour lesquels le phénotypage des cellules (morphologie, mouvement, fitness, physiologie) est automatisé. L'intégration de la variabilité intraspécifique à une étude écotoxicologique incluant l'interaction polluant x stress thermique est encore peu explorée. Il en est de même pour la mise en relation de la réponse plastique immédiate avec la réponse à plus long terme obtenue par évolution expérimentale. Mon projet de thèse, à l'interface entre écotoxicologie, biologie évolutive et biologie cellulaire, apporte donc un caractère innovant à l'étude de la réponse des organismes à de multiples stress
The combined effect of human-induced environmental stresses leads to the loss of biodiversity and the degradation of our ecosystems. Plasticity and adaptation are key eco-evolutionary processes that can limit biodiversity losses due to environmental change. Many studies evaluate the immediate response of organisms to multistresses, few focus on their evolutionary response. My thesis project aims to provide new answers on the effects of two major environmental stresses, pollution and global warming, on the fitness of organisms by working on two time scales (short and long term). I apply the concepts of ecotoxicology in an evolutionary context, a discipline called evo-toxicology. I am developing experiments exposing several genotypes of the ciliate Tetrahymena thermophila to several stresses: metals, salts, antibiotics and increased temperature. I evaluate their plastic responses, via the construction of dose-response curves (reaction norms), and adaptive via experimental evolution. I delve deeper into some cellular and molecular mechanisms that could underlie the observed patterns. The experimental systems used are laboratory microcosms for which cell phenotyping (morphology, movement, fitness, physiology) is automated. The integration of intraspecific variability into an ecotoxicological study including the pollutant x thermal stress interaction is still little explored. It is the same for the connection of the immediate plastic response with the longer term response obtained by experimental evolution. My thesis project, at the interface between ecotoxicology, evolutionary biology and cellular biology, therefore brings an innovative character to the study of the response of organisms to multiple stressors

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Baron, Étienne. "Génomique écologique de la réponse à la compétition chez Arabidopsis thaliana." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10206.

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La compétition est considérée comme un facteur majeur responsable de la structure, de la diversité et de la dynamique des communautés végétales. Cependant, la génétique sous-jacente à cette dynamique éco-évolutive est encore peu connue. Notamment, à l’échelle d’une population, la variation génétique naturelle de la réponse à différentes conditions de compétition, l’identité des traits phénotypiques sous sélection génotypique et des bases génétiques impliquées dans la réponse à la compétition sont mal compris. Par une approche de génomique écologique ciblant l’espèce modèle Arabidopsis thaliana, l’objectif principal de cette thèse est de caractériser la génétique associée à la capacité compétitrice à une échelle locale selon une complexité d’interactions avec des espèces compétitrices progressive. En me focalisant d’abord sur la compétition monospécifique, j’ai montré que l’identité du compétiteur et le décalage de sa germination permettaient un maintien de diversité génétique et fonctionnelle au sein de la population-cible. Par une approche de Genome Wide Association (GWA) mapping, j’ai identifié différents QTLs de réponse à la compétition selon les conditions de compétition monospécifique. Puis, j’ai démontré que le contexte d’interactions plurispécifiques modifiait la réponse à la compétition d’une population locale. De plus, j’ai montré que la réponse à la compétition d’une population locale pouvait évoluer en huit générations, en lien avec des changements de composition spécifique au sein de la communauté. Enfin, j’ai démontré que la dynamique adaptative d’A. thaliana pouvait être fortement influencée par l’intensité de la compétition en conditions naturelles
Competition is considered as a major factor responsible for plant communities structure, diversity and dynamics. However, the genetics underlying this local eco-evolutionary dynamics remains poorly understood. Notably, at the population scale, the natural genetic variation of response to different competition conditions, the identity of phenotypic traits under genotypic selection and of genetic basis implied in the response to competition still need to be addressed. By an ecological genomics approach using the model species Arabidopsis thaliana, the main goal of this thesis is to characterize the genetics related to the competitive ability at a local scale, according to an increasing complexity of interactions between the competitor species. First, by focusing on monospecific competition, I showed that both the competitor identity and the lag of competitor germination time promote the maintenance of the genetic and functional diversities within the target population. Based on an approach of Genome Wide Association (GWA) mapping, I detected QTLs of response to competition that were strongly dependent on the conditions of monospecific competition. Second, in the context of multispecific interactions, I demonstrated that the response of a local population to competition was highly specific to the surrounding communities considered. In addition, based on a resurrection approach, I showed that the response of a local population to competition could evolve in less than eight generations, likely in relationship to community shifts. Third, I demonstrated that the adaptive dynamic of A. thaliana was highly influenced by the competition intensity in natural conditions

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Davalos, Marcela. "Approches génomiques de la régulation azotée chez Sinorhizobium meliloti." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30128.

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La fixation de l'azote lors de la symbiose Rhizobium-légumineuses implique une réorientation du métabolisme azoté bactérien, qui passe d'un état d'assimilation vers un état d'export de l'ammonium. Chez Rhizobium, la régulation azotée dépend du système Ntr (Nitrogen Regulatory System). Nous avons utilisé des arrays génomiques pour identifier les gènes cibles du système Ntr chez Sinorhizobium meliloti. L'utilisation de glutamate (bon inducteur du système Ntr), provoque l'induction de gènes de l'assimilation et du transport de l'azote, et la répression de gènes codant pour une pyrophosphatase-H+ et des protéines hypothétiques. Ces effets dépendent du régulateur NtrC, qui s'autorégule négativement, quelle que soit la source d'azote. GlnB est nécessaire à l'activité régulatrice de NtrC. Le glutamate provoque aussi un réajustement du métabolisme carboné, avec l'activation de gènes gluconéogénétiques et la répression de gènes du catabolisme du glucose. Ces réponses dépendent de NtrC
Rhizobium-legume nitrogen fixation implies a switch of bacterial nitrogen metabolism from ammonium assimilation to ammonium export. Nitrogen regulation in Rhizobium is controlled by the Nitrogen Regulatory System (Ntr). Using genomic arrays we studied the set of Ntr-responsive genes in Sinorhizobium meliloti. The use of glutamate (known to allow for a strong induction of the Ntr system) instead of ammonium results in activation of nitrogen transport and assimilation genes. Glutamate represses genes including a H+-translocating pyrophosphate synthase and some hypothetical proteins. These responses depended on both Ntr regulators GlnB and NtrC. NtrC was negatively autoregulated in a glnB dependent fashion, independently of nitrogen source. In addition to the nitrogen response, glutamate remodelled expression of carbon metabolism by stimulating gluconeogenetic genes and by inhibiting expression of glucose transport and catabolism. These responses were independent of NtrC

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Gendrel, Anne-Valérie. "Etude de la dérégulation épigénétique des éléments transposables et impact sur l'expression du génome chez la plante modèle Arabidopsis thaliana." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112023.

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Nous avons développé une approche puce à ADN, dans le but d’identifier la nature des mécanismes à l’origine des variants d’expression d’origine épigénétique ou épimutations chez Arabidopsis. Nous avons réalisé des analyses comparatives de l’expression entre des plantes sauvages et le mutant ddm1, le long d’une région d’hétérochromatine. Le gène DDM1 code un facteur de remodelage de la chromatine. Nous avons montré que ce gène est requis pour maintenir des profils normaux de méthylation de l’ADN comme de la lysine 9 de l’histone H3, de manière spécifique au niveau des séquences répétées. Par ailleurs, l’hétérochromatine semble définie presque exclusivement par des éléments transposables (ETs) et leurs reliques. De nombreux petits ARNs correspondent à ces séquences et servent probablement de guides pour l’hétérochromatinisation. Enfin, nous avons montré que le mutant ddm1 conduit à la réactivation transcriptionnelle de nombreux ETs et peut également affecter l’expression de certains gènes, dans le cas où ces éléments sont insérés à proximité immédiate. Ces altérations sont transmissibles au travers des générations. Ces résultats indiquent que les ETs pourraient être à l’origine de nombreuses épimutations. La seconde partie de ce travail avait pour but d’estimer la fraction des gènes d’Arabidopsis dont l’expression dépend au moins en partie de l’état d’activité des ETs à proximité. Ces analyses, réalisées entre plantes sauvages et mutantes ddm1, ont été étendues à deux écotypes différents. Les résultats obtenus indiquent qu’environ 1% des gènes d'Arabidopsis sont susceptibles d'exister sous des formes épigénétiques distinctes
In order to understand the mechanisms underlying epigenetic variations of gene activity or epimutations in Arabidopsis, we have developed a genomic microarray covering a heterochromatic island. Using this tool, we have performed comparative analysis of expression in wild type and ddm1 mutant plants. The DDM1 gene encodes a SWI/SNF2-like chromatin remodeling factor. We have shown that this gene is required to maintain normal DNA methylation, as well as histone H3 lysine 9 methylation patterns, primarily at repeated sequences. Many small RNAs correspond to these sequences and may serve as guides for heterochromatin formation. Moreover, we have shown that the ddm1 mutant leads to a dramatic transcriptional activation of transposable elements and their remnants, and can also affect neighboring gene expression, but only when these elements are inserted within or very close to genes. Such alterations are heritable independently of the ddm1 mutation. These results indicate that transposable elements could represent an important source of epimutations. The goal of the second part of this thesis was to estimate the number of genes whose expression depends on adjacent transposable elements along one chromosome in Arabidopsis, in order to evaluate the importance of transposon-mediated gene regulation. These analyses, between wild type and ddm1 mutant plants, were carried out in two accession lines that differ by a number of insertion polymorphisms, in order to evaluate the epigenetic part of natural variation. Our preliminary results show that approximately 1% of genes in Arabidopsis may be subjected to such controls

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Borland, Stéphanie. "Rôle des systèmes à deux composants dans l’adaptation de la bactérie phytostimulatrice Azospirillum à la rhizosphère." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10037.

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Les systèmes à deux composants jouent un rôle prépondérant dans l'adaptation des bactéries à leur environnement. L'objectif de ce travail de thèse était d'identifier et de caractériser des systèmes à deux composants chez la bactérie phytostimulatrice Azospirillum nécessaires à l'adaptation à la rhizosphère de sa plante-hôte. L'analyse de la distribution génomique des gènes appartenant à la famille des systèmes à deux composants dans les génomes d'Azospirillum disponibles a révélé l'existence d'un grand nombre de gènes codant des hisitidine kinases hybrides, et une analyse plus approfondie a montré une organisation multidomaines complexe de cette famille de protéines. Afin de comprendre leur rôle chez Azospirillum, nous avons, dans un premier temps, sélectionné et inactivé quatre gènes codant des histidine kinases hybrides présentant une architecture multidomaines complexe. A l'aide d'une approche multidisciplinaire combinant génétique, biochimie et phylogénie, nous avons mis en évidence pour la première fois chez Azospirillum, un système atypique à trois-composants nommé PreSKR contrôlant un grand nombre de processus impliqués dans la survie et la colonisation de la rhizosphère, qui agirait en modulant le taux intracellulaire de c-di-GMP. Dans un second temps, nous nous sommes focalisés sur une histidine kinase hybride exprimée au contact de la plante hôte ; cette protéine, appelée RsiK, s'avère être impliquée dans la perception de surfaces et la régulation de la formation de biofilms. L'analyse du régulon par RNA-seq a révèlé que 78 gènes étaient contrôlés par ce système. La prévalence de la famille des histidine kinases hybrides chez Azospirillum couplée à l'approche fonctionnelle réalisée sur deux d'entre elle souligne l'importance des phosphorelais encore largement méconnus chez les bactéries rhizosphériques
Bacterial two-component systems play an important role in the ability of bacteria to adapt to various environments. The aim of this thesis was to identify and characterize two-component systems involved in the adaptation of the phytostimulatory bacteria Azospirillum to its host plant. Analysis of the genomic distribution of genes encoding two-component systems across Azospirillum available genomes revealed the existence of a high number of genes encoding hybrid histidine kinases, and further analyses highlighted a complex multi-domain organization of this family of proteins. In order to understand their role in Azospirillum, as a first step we selected and inactivated four genes encoding complex hybrid histidines kinases. Using a multidisciplinary approach which combines genetics, biochemistry and phylogeny, we brought to light for the first time in Azospirillum, an atypical three-component system named PreSKR which controls a wide variety of processes involved in survival and rhizosphere colonization likely by modulating c-di-GMP levels. As a second step, we focused on a gene encoding a hybrid histidine kinase named RsiK which is induced in contact with its host plant. RsiK is involved in surface sensing and biofilm formation regulation. Transcriptomic analysis of rsiK regulon by RNA-seq showed that 78 genes were under the control of this system. The prevalence of genes encoding hybrid histidine kinase family in Azospirillum, coupled with the functional characterization of two of them, highlight the importance of phosphorelays, still largely unrecognized in rhizospheric bacteria

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Limones, Méndez Mariana Cecilia. "Développement d’outils moléculaires et cellulaires pour générer des variétés de Pomelo « Star Ruby » ne produisant pas de Furocoumarines." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0045.

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Les furocoumarines sont des composés phénoliques impliqués dans la défense contre les herbivores. Ces molécules sont majoritairement décrites dans quatre familles botaniques, notamment les Rutaceae, dont font partie les agrumes. Ces molécules sont phototoxiques ce qui peut poser des problèmes pour leur utilisation comme par exemple en cosmétique ou en phytothérapie. D’autre part, en cas d’ingestion par exemple via la consommation de jus de certains agrumes, elles ont responsables de l’inhibition d’enzymes de détoxication comme le CYP3A4 humain. Cela peut conduire à des surdosages médicamenteux connus sous le nom d’Effet Pomelo. Ce travail de thèse a consisté à réfléchir et à développer, des outils qui permettront de générer de manière ciblée des variétés de pomelo qui ne produisent plus de furocoumarines. Nous avons abordé l’ensemble des étapes essentielles pour la mise en place d’une stratégie global : i) des méthodes reproductibles ont été développées pour la production de protoplastes et de cultures cellulaires de pomelo Star Ruby ; ii) des conditions de transformation de protoplastes par électroporation ont également été mises au point ; iii) finalement, pour inhiber de manière spécifique la voie de biosynthèse des furocoumarines, nous avons choisi de mettre en œuvre une approche d’édition de génome en utilisant une méthodologie CRISPR/Cas9. La mise au point de la méthode a été réalisée avec un gène codant pour une umbelliferone 6-dimethylallyl transférase. Les résultats obtenus indiquent que la stratégie est envisageable. Pour renforcer la stratégie CRISPR/Cas9, nous avons mis en œuvre une démarche d’identification de gènes cibles additionnels. En utilisant une approche de data mining de bases de données génomiques et transcriptomiques nous avons identifié 18 séquences candidates, potentiellement impliquées dans la voie de biosynthèse des furocoumarines. L’expression hétérologue des protéines correspondantes et leur caractérisation fonctionnelle a permis de montrer que CYP706J12 est en mesure de métaboliser l’hérniarine, une coumarine. Ce résultat apporte des éléments pour émettre des hypothèses sur l’évolution convergente de la synthèse des coumarines et des furocoumarines chez les végétaux supérieurs
Furanocoumarins are phenolic compounds involved in defense against herbivores. These molecules are mainly described in four botanical families. Rutaceae, one of those families, includes Citrus species. Furanocoumarins are phototoxic compounds, which can be problematic for their use in cosmetics or in phytotherapy. Furanocoumarin ingestion via citrus juice consumption, may inhibit human enzymes of detoxification, such as human CYP3A4. This can lead to drug overdoses known as the “Grapefruit Juice Effect”. This work consisted in the development of tools that will allow to generate new varieties of pomelo that no longer produce furanocoumarins by targeted genome edition. We have covered the essential steps for the implementation of a global strategy: i) reproducible methods have been developed for the production of protoplasts and cell cultures of Star Ruby grapefruit; ii) conditions for protoplast transformation by electroporation have also been developed; iii) finally, to specifically inhibit the furanocoumarin biosynthetic pathway, we chose to implement a genome editing approach using a CRISPR / Cas9 methodology. The development of the method was carried out with a gene encoding umbelliferon 6-dimethylallyltransferase. The results obtained indicate that the strategy is feasible. To strengthen the CRISPR / Cas9 strategy, we implemented a method to identify additional target genes. Using a data mining approach of available genomic and transcriptomic databases we identified 18 candidate sequences potentially involved in the furanocoumarin biosynthetic pathway. Heterologous expression of the corresponding proteins and their functional characterization made it possible to show that CYP706J12 is able to metabolize herniarin (a coumarin). This result provides elements to hypothesize about the convergent evolution of coumarin and furanocoumarin synthesis in higher plants

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Дисертації з теми "Génomique des plantes"

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