Déterminisme génétique de la variation des métabolites spécialisés en lien avec les interactions biotiques chez une plante de grande culture et une espèce forestière dominante.

par Domitille Coq--Etchegaray

Projet de thèse en Écologie évolutive, fonctionnelle et des communautés

Sous la direction de Christophe Plomion et de Thierry Langin.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences et Environnements , en partenariat avec BIOdiversité, Gènes & Communautés (laboratoire) et de E4E - Évolution dans les écosystèmes forestiers (equipe de recherche) depuis le 01-12-2020 .


  • Résumé

    La production de métabolites spécialisés constitue l'un des mécanismes principaux impliqués dans la défense des plantes contre les attaques de leurs bioagresseurs. La variation de ces molécules chez des plantes dominant leurs écosystèmes influence aussi l'environnement biotique local, effet que l'on nomme parfois le phénotype étendu. Par ailleurs, la variation naturelle de ces molécules impliqués dans des interactions biotiques complexes présentent une architecture génétique simple qui permet la détection des bases génétiques qui sous-tendent la variation phénotypique par des approches de génétiques d'association. Au cours de cette thèse, nous proposons d'étudier la valeur sélective et les bases génétiques de la variation naturelle de la production de ces molécules, ainsi que leurs implications dans la réponse des populations aux pressions de sélection chez deux espèces qui dominent leurs environnements respectifs, à savoir le blé (agro-système) et le chêne (écosystème). Dans les deux systèmes, les objectifs de ce travail seront 1) d'identifier des gènes candidats associés à la variation des métabolites spécialisés, 2) d'étudier les signaux de sélection et la diversité à ces locus au sein du génome des deux espèces pour finalement 3) identifier des marqueurs permettant de caractériser rapidement la variation génétique dans de grandes collections d'individus. Ce troisième objectif permettra d'acquérir de nouvelles données utilisables au sein du programme d'amélioration génétique du blé et d'étudier la diversité et la valeur sélective des métabolites spécialisés dans des cohortes de plantules de chêne du renouvellement forestier.

  • Titre traduit

    Genetic bases of specialized metabolites variation and effect on biotic interactions in a major crop and a dominant forest tree.


  • Résumé

    The production of specialized metabolites is an important component of plant defense against natural enemies such as insect herbivores and pathogens. In addition, the variation in metabolite production among individuals or populations in dominant plant species also influences local biotic environments, an effect sometimes termed the extended phenotype. While natural variation of these metabolites is involved in complex biotic interactions, the underlying genetic architecture is often remarkably simple. The fact that few genetic loci drive natural variation allows identifying its genetic bases with methods such as association mapping, making these biochemical traits attractive models to study evolutionary processes driven by biotic interactions. During this PhD, we will study the genetic bases and evolution of specialized metabolite variation and investigate its role in the response of populations to biotic selective pressures in two species dominating their respective environment: wheat (agro-system) and oak (ecosystem). For the two systems, the goals of this work will be to 1) identify candidate genes associated with specialized metabolites variation using genome-wide association mapping, 2) study signals of selection and diversity at these loci and across the genomes in both species, and finally 3) design genetic markers to study larger populations. These genetic markers will be usable in wheat genetic amelioration program and allow studying of the adaptive value and diversity of specialized metabolites within oak forests.