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Bases génétiques, physiologiques et moléculaires de l'adaptation aux stress hydriques
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : maïs, protéome, qtl, zea mays
Démarche, discipline : Génomique Transcriptomique et Protéomique
Dispositif technique et méthode d'étude : carte génétique, cartographie génétique, contrôle métabolique, domestication, électrophorèse bidimensionnelle, marqueur moléculaire, microséquençage, rflp
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Objet d'étude : maïs, protéome, qtl, zea mays
Démarche, discipline : Génomique Transcriptomique et Protéomique
Dispositif technique et méthode d'étude : carte génétique, cartographie génétique, contrôle métabolique, domestication, électrophorèse bidimensionnelle, marqueur moléculaire, microséquençage, rflp
Composé chimique, Facteur du milieu : protéine
Phénomène, processus et fonction : développement du grain, stress hydrique
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- Description détaillée :
- Construction d'une carte de gènes à l'aide de marqueurs ADNc et protéiques, caractérisés par Afficher la suite
- Construction d'une carte de gènes à l'aide de marqueurs ADNc et protéiques, caractérisés par microséquençage après séparation en électrophorèse bidimensionnelle.
- Cartographie de QTL, pour des caractères biochimiques, physiologiques et agronomiques.
- Analyse moléculaire (carte de restriction, séquençage) d'allèles de candidats QTL.
- Quantification automatique de protéines révélées par électrophorèse bidimensionnelle (protéines variables génétiquement, sous l'effet d'un traitement, et au cours du développement).
- Analyse systématique du protéome (micro-séquençage, prochainement spectrométrie de masse) et cartographie de PQL Protein quantity loci).
- Mise au point d'une base de données sur le génome du maïs. Les marqueurs moléculaires permettent de cartographier les gènes à effets quantitatifs (QTL) et de mesurer leurs effets. Mais la caractérisation de ces QTL n'est pas directe, et doit s'appuyer sur des stratégies complémentaires : analyses physiologiques, polymorphismes de gènes candidats, cartographie de PQL (protein quantity loci), etc. Par ailleurs la modélisation de la relation gène-caractère revêt un intérêt général. Pas d'autres échéances que celles des financements sur contrats. La caractérisation de QTL pour des caractères agrophysiologiques est un objectif majeur pour l'amélioration des plantes. Collaborations :

- Université Paris XI (J.L. Prioul, G. Cornic)
- Rustica-Prograin/Biogemma (P. Vincourt)
- INRA MOntpellier (F. Tardieu)
- I.S.V. CNRS Gif-S/Yvette (N. Vartanian)
- INA P-G (J. Landry)
- U.S.A. : Université du Missouri (M. McMullen)
- Brésil : Université de Sao-Paulo (R. Antunes de Azevedo)
- caractérisation de QTL de réponse à la contrainte hydrique chez le maïs ;
- caractérisation et évolution de QTL impliqués dans le développement du grain chez le maïs ;
- Modélisation de la variation quantitative, à partir de la théorie du contrôle métabolique. - Caractérisation de QTL de réponse à la contrainte hydrique chez le maïs.
Mise en évidence de l'influence du stress hydrique sur la quantité de plusieurs dizaines de protéines, dont une vingtaine ont été identifiées par micro-séquaneçage. L'analyse de PQL a permis de proposer une douzaine de protéines candidates dont l'ASR1 qui jouerait un rôle dans la sénescence foliaire. Par ailleurs, une étude de l'interaction sécheresse/croissance portant sur la cofféate O-méthyl transférase a permis de proposer l'existence d'une zone de lignification au-dessus de la zone d'élongation des feuilles, et un effet de la sécheresse sur la position de cette zone.
- Caractérisation et évolution de QTL impliqués dans le développement du grain de maïs.
Une carte de restriction du gène Opaque2 (O2), qui code pour un activateur de transcription impliqué dans l'expression de certaines zéines, a été construite. Le séquençage d'une vingtaine d'allèles de lignées cultivées a révélé que ce gène était très polymorphe, et certains polymorphismes semblent associés à la quantité d'ARNm d'O2 et à celle d'isoformes de zéines.
Le gène Sh2 code une sous-unité d'une enzyme clé de la synthèse d'amidon (l'ADPGPpase). Trente-cinq allèles d'origines variées (18 lignées éloignées, 7 maïs primitifs centre-américains et 10 téosintes) ont été séquencés. Le polymorphisme, presque aussi important chez les cultivés que chez les sauvages, ne permet pas de mettre en évidence une origine des maïs cultivés parmi les téosintes, probablement du fait d'importants flux de gènes entre les deux groupes depuis la domestication de l'expèce. Des recherches d'associations entre ce polymorphisme et la teneur en amidon du grain permettront d'identifier les mutations ayant un rôle fonctionnel.

L'utilisation de la théorie du contrôle métabolique a permis :
- de modéliser la distribution des effets des QTL ;
- d'expliquer pourquoi l'épistasie entre QTL était si rarement déctectée ;
- de développer des formules analytiques pour appréhender les facteurs influençant l'évolution des chaînes métaboliques ;
- de proposer un modèle métabolique de l'hétérosis. Réduire

- Champs de rattachement :
 

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