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Agence Nationale de la Recherche (France) 2020

PEMILADAPT Introgression adaptative chez le mil

Adaptation Mil

Agence Nationale de la Recherche (France)

Titre : PEMILADAPT Introgression adaptative chez le mil

Date : Début et durée du projet scientifique : janvier 2020 - 48 Mois

Présentation
Comprendre comment les espèces s’adaptent est primordial pour maintenir la biodiversité. Le potentiel adaptatif des espèces/populations dépend en grande partie de leur diversité génétique, qui repose soit sur la diversité préexistante, soit sur les mutations de novo. Cependant, dans le cas où les changements environnementaux sont trop rapides, l’apparition de nouvelles mutations pourrait être un processus trop lent pour permettre l’adaptation des populations. Lorsque le flux de gènes entre espèces/populations est suffisamment important pour permettre l’incorporation des nouveaux polymorphismes dans le patrimoine génétique de la population receveuse, on parle d’introgression génétique. Si l’introgression génétique augmente le potentiel adaptatif de la population receveuse, on appelle cela "introgression adaptative" (IA). Malgré l’importance des flux de gènes observés chez de nombreuses espèces, relativement peu d’exemples d’IA ont été recueillies jusqu’à aujourd’hui. Les preuves les plus étonnantes d’IA ont été trouvées entre les humains de Neandertal et notre espèce. En ce qui concerne les plantes cultivées, les espèces sauvages apparentées représentent un réservoir d’adaptations qui pourraient alimenter la diversité génétique des plantes cultivées. Avec les progrès de la génomique, il est devenu évident que le flux de gènes entre les formes cultivées et sauvages, a été beaucoup plus complexe et plus long qu’on ne le pensait auparavant. L’adaptation à l’altitude acquise chez certaines variétés de maïs à partir de populations sauvages est un exemple probant du potentiel adaptatif de l’introgression. Néanmoins, à l’heure actuelle, les preuves concluantes de l’IA sont limitées à un petit nombre de cas. Pour que l’IA ait lieu, il faut d’abord que l’introgression des nouveaux allèles réussisse. Le taux d’introgression dépendra de la perméabilité du génome receveur. A ce jour, cette perméabilité génomique et son hétérogénéité au sein du génome sont encore mal comprises, notamment chez les plantes cultivées. De plus, la plupart des données probantes sur l’IA ont simplement abordé la question au travers des de la sélection de type « hard-selective sweeps », alors que le type « soft-selective sweeps » pourrait être le mode prédominant pour l’adaptation des espèces. L’objectif principal du projet PEMILADAPT est de comprendre comment l’introgression de parents sauvages pourrait favoriser l’adaptation des plantes cultivées

Objectifs
Le projet PEMILADAPT vise à répondre aux questions suivantes : 1) Quelle est la fréquence de l’introgression sauvage et comment est-elle répartie le long du génome cultivé ? 2) Quels modes de sélection (hard vs. soft) agissent sur les allèles introgressés ? 3) Quelles sont les implications fonctionnelles de l’introgression sauvage dans le génome cultivé ? Pour répondre à ces questions, nous utiliserons le mil à chandelles (Pennisetum glaucum). Le mil à chandelles est la sixième céréale la plus importante au monde et c’est une céréale clé dans les régions arides et semi-arides où il est un aliment de base pour plus de 90 millions de petits agriculteurs. Le mil à chandelles sauvage et cultivé se retrouvent en sympatrie et le flux de gènes entre les deux formes est possible et bien documenté. En saisissant les opportunités offertes par les technologies de pointe que sont le séquençage haut-débit et l’intelligence artificielle, le projet PEMILADAPT devrait être à l’avant-garde des questions de recherche sur l’évolution et l’adaptation des espèces. En plus des connaissances fondamentales que le projet PEMILADAPT produira, PEMILADAPT pourrait avoir des impacts significatifs sur les défis environnementaux mondiaux actuels. La compréhension des forces de sélection et du paysage génomique de l’introgression pourra aider les sélectionneurs à améliorer l’efficacité de leurs stratégies de sélection et ainsi faciliter l’adaptation des variétés futures aux changements climatiques.

Coordinateur : Cécile Berthouly-Salazar (Diversité, adaptation et développement des plantes)

Partenaires  : DIADE Diversité, adaptation et développement des plantes CBGP Centre de Biologie pour la Gestion des Populations CBGP Centre de Biologie pour la Gestion des Populations

Financement Aide de l’ANR : 280 280 euros

Présentation (ANR)

Page publiée le 6 novembre 2021