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Le blé est l'une des cultures les plus importantes au monde et constitue une partie cruciale de l'alimentation
humaine. Le blé tendre a un génome polyploïde résultant d'une hybridation ancienne entre ses géniteurs diploïdes et tétraploïdes il y a environ 10 000 ans. Comprendre les conséquences génétiques de la polyploïdisation sur le
génome, le transcriptome et, finalement, le phénotype, peut avoir des implications cruciales pour l'utilisation de la diversité génétique dans la sélection. La polyploïdisation ancienne du blé tendre peut être recréée dans des cadres expérimentaux, produisant des polyploïdes synthétiques, qui ne sont pas simplement une somme totale des
génomes parentaux, mais sont modifiés par divers changements génétiques et épigénétiques, y compris
l'élimination de séquences, les changements transcriptomiques et épigénétiques. Bien que certains de ces
changements soient reproductibles et similaires à ceux trouvés dans les blés polyploïdes naturels, leur
caractérisation systématique à l'échelle du génome fait défaut. De plus, la base mécanistique de ces changements reste mal comprise, et on ne sait pas s'ils sont nécessaires au bon fonctionnement et à la fertilité des polyploïdes
naissants, ou de simples sous-produits (potentiellement délétères) du processus de polyploïdisation. La
conséquence la mieux décrite de la polyploïdisation du blé est la reprogrammation de son transcriptome,
également appelée partitionnement de l'expression. Des études transcriptomiques ont montré que le 'silencing' de gènes est omniprésent dans le blé panifiable, avec 27,6 % à 45 % des groupes de gènes homéologues (issus des
progéniteurs) ayant une ou deux copies de gènes réduites au silence. Une partie de ces changements est établie
immédiatement après la polyploïdisation et peut être étudiée dans les polyploïdes synthétiques. Bien qu'il existe
plusieurs possibilités pour réaliser la reprogrammation transcriptionnelle (par exemple, perte de gènes, insertion de TE à proximité du gène; effet de position dû à la translocation), de plus en plus de preuves suggèrent que la méthylation de l'ADN (c'est-à-dire la méthylation de la cytosine) est le principal mécanisme de reprogrammation
induite par la polyploïdie qui assure son héritabilité. Malgré l'importance évidente de la (dé)régulation de
l'expression des gènes dans les espèces polyploïdes, pratiquement aucune étude n'a examiné à l'échelle du génome les liens possibles entre les modifications de l'expression des gènes et les profils de méthylation de l'ADN chez le
blé. Ce projet vise à fournir une exploration basée sur les gènes (mais à l'échelle du génome) de ces processus.
S'appuyant sur les données transcriptomiques existantes recueillies sur des allohexaploïdes synthétiques où des« DEG binaires» ont été identifiés (gènes exprimés de manière différentielle ne montrant aucune transcription dans le blé synthétique malgré une transcription robuste chez les parents), le doctorant explorera d'abord les pertes de gènes et l'aneuploïdie comme les causes potentielles de tels schémas évolutifs. Par la suite, le cœur du projet se
concentrera sur les liens entre la méthylation de la cytosine et l'altération de l'expression. Ceux-ci seront explorés par le séquençage du méthylome (Illumina) de bibliothèques d'amplicons construites à partir des DEG binaires.
Diverses partitions de gènes (UTR, exons, introns), contextes de séquence (CpG, CHG, CHH), schémas de
croisement, tissus et génération seront examinés pour fournir une évaluation détaillée des changements de
méthylation par rapport à la transcription altérée chez les polyploïdes. Ces changements seront évalués dans le
contexte de la diversité du blé et de caractères agronomiquement importants, dans le but d'éclairer les futurs
efforts de sélection.