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Accueil > Equipes de recherche > Evolution des Angiospermes > Évolution des complexes d’espèces et organisation du génome > Evolution de l’organisation du génome sous l’effet de pressions sélectives

Evolution de l’organisation du génome sous l’effet de pressions sélectives

Séquences répétées, NORs, Chromosomes B, réponse du génome aux contraintes environnementales

Dans le genre Lilium, nous avons mis en évidence des modifications dans l’organisation des séquences répétées et des gènes ribosomiques 5S et 18S en relation avec des variations de paramètres environnementaux (altitude, substrat, humidité, présence de métaux lourds...). Ces variations concernent aussi bien les chromosomes A que les chromosomes B. Il semble qu’il y ait une réponse différentielle des espèces selon les fluctuations autour d’un type d’habitat "optimal". Cette étude est menée dans le cadre d’une thèse qui démarre et s’inscrit dans la problématique générale concernant les chromosomes B (genèse, évolution, rôle adaptatif éventuel) que nous développons.

Bases Génétiques et moléculaires de la Domestication

Ces recherches sont menées sur le mil (Pennisetum glaucum) en particulier, mais dans le cadre d’une approche comparative de la domestication chez les Poaceae. Les résultats concernant l’étude du rôle des flux de gènes dans l’évolution des formes sauvages et domestiquées du mil sont présentés dans le paragraphe concernant l’axe 3 du équipe BSE.

L’identification des polymorphismes moléculaires impliqués dans les processus d’adaptation et de spéciation est un objectif majeur de recherche pour comprendre la dynamique de la biodiversité. En effet, les relations entre les polymorphismes de séquence des gènes, ou leurs niveaux d’expression, et les modifications phénotypiques qui se sont produites au cours de l’évolution des eucaryotes supérieurs, via des changements dans les processus de développement, sont encore mal comprises. Nos recherches visent à comprendre les bases moléculaires des parallélismes évolutifs observés au niveau morphologique.

Notre projet s’est centré, au cours des quatre dernières années, sur l’analyse de l’implication fonctionnelle de l’orthologue chez le mil du gène de maïs tb1 dans les modifications d’architecture (diminution du tallage) consécutives à la domestication du mil, à partir d’une approche de génétique comparative et de génomique des populations. Le gène tb1 (téosinte-branched-1) du maïs code un facteur de transcription qui participe à la répression de l’élongation des axes végétatifs à partir des méristèmes axillaires. Son implication dans la réduction du tallage consécutive à la domestication du maïs a été formellement démontrée. Le polymorphisme causal est localisé dans la région 5’ non transcrite (5’UTR) du gène, la sélection liée au processus de domestication ayant conduit à une perte de diversité importante dans cette région chez les maïs.

Chez le mil, nos données précédentes (thèse de Remigereau, 2006) avaient montré que l’orthologue du gène tb1 chez le mil (pm-tb1) est localisé dans une région du génome contenant un QTL impliqué dans la variation du tallage. Nous avons pu montrer depuis, par hybridation in situ, que le gène est exprimé essentiellement dans les méristèmes axillaires chez le mil. L’analyse des patrons de polymorphisme nucléotidique dans le gène pm-tb1 montre une diminution très significative chez les mils domestiques par rapport aux mils sauvages dans la région 5’UTR, compatible avec l’effet de la sélection. Cependant les tests de neutralité sélective montre que les patrons observés dans les régions codante et 3’UTR sont également compatibles avec l’existence d’un épisode de balayage sélectif récent. Ces résultats rendent donc probable l’implication de ce gène dans les processus sélectifs liés à la domestication du mil, particulièrement dans la réduction du tallage qui lui est consécutive. Toutefois, l’interprétation des patrons de polymorphisme nucléotidique est rendue délicate du fait de l’absence de données pour des polymorphismes neutres (séquences témoins). Nous générons actuellement des données pour des séquences issues de marqueurs STS qui pourraient servir de séquences témoins. Par ailleurs la validation fonctionnelle du gène pm-tb1 est en cours notamment par des méthodes de RT-PCR.

Nous avons par ailleurs découvert, dans la partie 3’ transcrite de pm-tb1, l’existence d’un MITE (Miniature Inverted repeat Transposable Element). Il s’agit du premier élément de ce type identifié chez le mil (famille Tuareg). Des hybridations in situ ont permis de montrer que cet élément était largement distribué sur tout le génome (Remigereau et al., 2006).