Axe 2 - Comprendre le déterminisme génétique et génomique de l'adaptation de Z. tritici et décrypter les mécanismes moléculaires de l'infection

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Avec ce deuxième objectif nous voulons mieux comprendre le déterminisme génétique et génomique de l'adaptation de Z. tritici à ses hôtes (espèce, variété) et à son environnement abiotique (variables climatiques). Nous cherchons à caractériser la diversité allélique des gènes identifiés au sein des populations pathogènes, à valider leur rôle dans l’adaptation et à étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans l'infection du blé par Z. tritici. Ces recherches incluent des études approfondies menées avec le soutien de la plateforme bioinformatique de BIOGER.

Les principaux axes d’investigation portent sur :

2.1. L'identification du déterminisme génétique et génomique de l’adaptation de Z. tritici. Nous nous appuyons sur du matériel disponible dans nos collections (populations fongiques issues d'échantillons de terrain ou de croisements dirigés) et utilisons des approches de cartographie de liaison (QTL) ou de génétique d’association (GWAS) pour des traits liés à l’adaptation au blé dur (thèse de doctorat d’Ulysse Guilloteau) et à la température (projet BASTAFUN). Ces analyses sont complétées par des associations génotype-environnement (GEA) utilisant des variables climatiques et géographiques. Pour les gènes impliqués dans l’adaptation à l’hôte, nous nous appuyons sur l'identification de couples R-Avr et souhaitons développer une nouvelle approche de coGWAS (projets ERA-NET WHEATSECURITY, FSOV ATTILA et PEPR COBREEDING). Nous nous intéressons aux conséquences phénotypiques de la variabilité allélique au niveau des paires R-Avr identifiées (thèse de doctorat en cours en collaboration avec INRAE GDEC). Enfin, nous mobilisons ces connaissances pour suivre les dynamiques évolutives des gènes impliqués dans l’adaptation au sein des populations de Z. tritici provenant d’environnements contrastés, avec des applications potentielles en épidémiosurveillance.

2.2. La génération de données de transcriptomique duale de haute qualité pour profiler l’expression des gènes simultanément chez le pathogène et son hôte. Nous souhaitons utiliser des souches sauvages et mutantes pour étudier les gènes de pathogénicité afin de découvrir les réseaux de régulation impliquant ces gènes de pathogénicité et détecter les gènes différentiellement exprimés chez le blé. L’acquisition de données transcriptomiques de haute qualité, en particulier aux premiers stades de l’infection, améliorera notre compréhension de la pathogénicité de Z. tritici.

2.3. Validation des gènes fongiques potentiellement impliqués dans l’adaptation et une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l’infection du blé par Z. tritici. Nous développons des outils moléculaires dans des domaines actuellement à la pointe de la recherche scientifique pour la communauté Z. tritici. Nous travaillons à la mise au point d'un outil CRISPR-Cas9 sur protoplastes afin de faciliter l'analyse fonctionnelle des gènes/allèles impliqués dans la pathogénicité et l’adaptation de Z. tritici. Des approches de cytologie sur protoplastes de blé sont également en cours de développement pour valider les interactions R-Avr et étendre l'analyse fonctionnelle des gènes d'intérêt in planta.