Description du projet

Étonnamment, l’impact du climat sur la réponse des apparentés sauvages aux fruitiers cultivés reste peu connu. Comprendre les réponses phénotypiques, physiologiques et moléculaires des proches parents sauvages des fruitiers cultivés est pourtant d’autant plus urgent que les ressources sauvages font face à des flux de gènes récents « cultivés vers sauvages » pouvant in fine provoquer l’extinction de ces derniers.

Dans ce contexte, le pommier est un modèle d’étude pertinent. Le pommier cultivé (Malus domestica) a été domestiqué à partir du pommier sauvage d’Asie Centrale, Malus sieversii, puis amené en Europe le long des Routes de la Soie il y a 1500 ans. Lors de son arrivée en Europe, le pommier cultivé a subi des introgressions par le pommier sauvage européen, Malus sylvestris (Cornille et al. 2014, 2019). Réciproquement, le pommier sauvage européen a subi des introgressions par le pommier cultivé. De la même manière, des introgressions cultivé-sauvage ont été documentées dans le Caucase entre M. domestica et Malus orientalis, le pommier sauvage caucasien (Cornille et al. 2014, 2019, Bina et al. 2021). Aucune étude n’a caractérisé cependant la réponse de ces deux espèces sauvages au climat, ainsi que les gènes impliqués dans cette réponse. Ces deux espèces présentent dans des régions bioclimatiques distinctes pourraient cependant présenter des allèles ou gènes intéressants pour les programmes d’amélioration variétale.

Les réponses des espèces au changement climatique peuvent être évaluées par différentes approches. L’une de ces approches consiste en des tests expérimentaux comparatifs de réponse des espèces à leurs climats locaux et à d’autres climats (translocations réciproques (Savolainen et al., 2013)) afin de mieux comprendre la réponse physiologique de la plante au climat et de repérer des adaptations locales pouvant être intéressantes à conserver pour les programmes d’amélioration variétale. Ces approches expérimentales permettent de mieux comprendre l’écologie des espèces sauvages appa- rentées aux taxons domestiqués, et de faire le lien avec les processus de domestication et les réponses des plantes aux changements anthropiques rapides.

Sujet de stage

Le projet consiste à comprendre l’impact du climat sur les pommiers sauvages apparentés au pom- mier cultivé. Le stage se base sur des expériences de transplantations réciproques réalisées en 2019 et 2021 à l’ECOTRON de FOLJUIF (http ://www.cereep.ens.fr/?lang=fr), durant lesquelles des données de RNAseq (expression de gènes) et phénotypiques (croissance et activité photosynthétique) ont été récoltées sur chaque plante.
Le(a) stagiaire interviendra dans 1) l’analyse bioinformatique des données d’expression de gènes (RNAseq) obtenues dans le cadre de cette expérience. Il/Elle aura aussi 2) l’occasion d’intégrer dans ses analyses plusieurs traits phénotypiques déjà disponibles mesurés sur les plantes mises en condi- tions contrôlées.

Méthodes, techniques, outils à utiliser

Analyses bioinformatiques (utilisation d’un pipeline d’ana- lyse de données d’expression de gènes – RNAseq, e.g. DEseq2) et analyses statistiques associées (modèles linéaires mixtes pour les analyses statistiques des données phénotypiques à associer). Gé- nomique des populations.

Mots-clés
Adaptation, changement climatique, conservation, génomique, bioinformatique, expres- sion de gènes

Financement
Ce projet est financé par le CNRS-ECOTRON (projet CLIMDOMAPPLE) et la gratifica-
tion de stage par la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité (FRB : https ://www.fondationbiodiversite.fr).

Bibliographie
1. Anderson, J. T., & Song, B.-H. (2020). Plant adaptation to climate change—Where are we? Journal of Systematics and Evolution, 58(5), 533–545. doi : 10.1111/jse.12649
2. Conesa, A., Madrigal, P., Tarazona, S., Gomez-Cabrero, D., Cervera, A., McPherson, A., … Mor- tazavi, A. (2016). A survey of best practices for RNA-seq data analysis. Genome Biology, 17(1), 13. doi : 10.1186/s13059-016-0881-8
3. Savolainen O., Lascoux M. & Merilä J. (2013) Ecological genomics of local adaptation. Nature Reviews Genetics volume 14, pages 807–820 (2013)

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