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Projet STIRRER : augmenter la diversité génétique chez les Brassica

Mathieu Rousseau-Gueutin, chargé de recherches à l’Inra Bretagne-Normandie, est l’heureux lauréat de l’Appel à Projets ANR Jeunes chercheurs pour son projet STIRRER sur les mécanismes impliqués dans la modification de la recombinaison méiotique chez le colza. Les résultats de ce projet permettront d’augmenter rapidement et efficacement la diversité génétique du colza.

Colza.. © Inra, MAITRE Christophe
Par Service communication Bretagne-Normandie
Publié le 24/10/2019

Etape clé de la méiose, la recombinaison méiotique favorise le brassage de l’information génétique et la répartition équilibrée des chromosomes parentaux lors de la formation des gamètes. C’est le principal mécanisme qui permet ainsi de générer une nouvelle diversité génétique à chaque génération. Il est donc indispensable pour l’amélioration des plantes cultivées, et notamment pour la création de nouvelles variétés ayant des caractères agronomiques initialement portés par des individus différents.

Toutefois, les échanges de matériel génétique entre chromosomes (ou crossing-over) sont très fortement contrôlés et limités en nombre, réduisant ainsi la diversité génétique qui en résulte. Ces échanges ne sont pas distribués de manière aléatoire le long des chromosomes avec une localisation préférentielle à l’extrémité des chromosomes. Récemment, Mathieu Rousseau-Gueutin et ses collègues de l’équipe « Biodiversité et Polyploïdie » de l'UMR Igepp ont démontré qu’il était possible de changer naturellement et drastiquement la fréquence et la distribution des cross-overs chez le colza, via l’hybridation interspécifique. En croisant naturellement le colza, qui est un hybride naturel entre du chou et du navet, avec l’une de ces espèces diploïdes parentales (le navet), il est possible de créer des hybrides allotriploïdes. Dans ces derniers, les chromosomes homologues présentent une augmentation de la fréquence de recombinaison (3,4 x plus que chez le colza ou le navet), et surtout une distribution modifiée avec la formation de cross-overs dans des régions normalement « froides » pour la recombinaison. Ces résultats novateurs vont ainsi permettre de rapidement augmenter la diversité génétique du colza qui a été fortement érodée par la sélection humaine, et faciliteront aussi l’introduction naturelle de caractères agronomiques d’intérêt dans des variétés adaptées aux nouvelles contraintes de l’environnement.

Décrypter les mécanismes en jeu

Les mécanismes impliqués dans cette modification de la régulation de la méiose sont totalement inconnus. Afin de mieux les comprendre, les chercheurs vont explorer si le changement de niveau de ploïdie (en particulier triploïdie) est à l’origine d’un choc épigénomique et transcriptomique pour l’organisme, provoquant notamment la modification des règles de la recombinaison. De plus, ils vont s’intéresser à déterminer si ce plus faible contrôle de la recombinaison peut être conservé sur plusieurs générations ou au contraire être rétabli. Les résultats de ce projet apporteront de nouvelles connaissances sur les mécanismes permettant de (dé)réguler la méiose, ainsi qu’une stratégie nouvelle pour augmenter rapidement et efficacement la diversité génétique des espèces cultivées de Brassica.

Le projet STIRRER est financé par l’Agence Nationale de la Recherche pour 3 ans à hauteur de 180 000 euros.

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Biologie et amélioration des plantes