Séminaire Dr Nisha Singh

Garantir la sécurité alimentaire et nutritionnelle demeure une priorité mondiale, en particulier face aux défis croissants du changement climatique. La diversification des systèmes de culture grâce à des plantes riches en nutriments et résilientes face à l’évolution du climat, telles que les légumineuses et les mils, offre une solution durable. Les graines de légumineuses sont souvent qualifiées de « viande des régimes végétariens » et les mils considérés comme les « rois des céréales ». Le pois cajan ou pois d’Angole (Cajanus cajan L.) et le mil pénicillaire (Pennisetum glaucum L.) jouent un rôle essentiel dans l’agriculture des zones semi-arides en raison de leur adaptabilité et de leur valeur nutritionnelle. Cependant, des limitations dans la qualité des graines, la composition en protéines et la biodisponibilité des micronutriments freinent les progrès obtenus par l’amélioration variétale conventionnelle. Dans cette étude, une approche multi-omique intégrant la génomique, la transcriptomique, la protéomique, la métabolomique et l’ionomique a été utilisée pour élucider les mécanismes moléculaires régissant la composition et l’accumulation des nutriments dans les graines. Les analyses génomiques et transcriptomiques à haut débit permettent d’identifier des gènes clés, des loci de caractères quantitatifs (QTL) ainsi que des voies régulatrices associées à l’accumulation de protéines, au transport des minéraux et à la réduction des composés anti-nutritionnels. Les profils protéomiques et métabolomiques révèlent également l’expression dynamique des protéines de réserve, des enzymes et des métabolites contribuant à la composition et à la valeur nutritionnelle des graines. Intégrés via la biologie des systèmes, l’IA et l’apprentissage automatique, ces jeux de données permettent d’identifier des biomarqueurs candidats et des cibles moléculaires pour la sélection assistée par marqueurs, la prédiction génomique et l’édition du génome. En reliant les connaissances moléculaires à la variation phénotypique, les stratégies multi-omiques offrent un potentiel considérable pour accélérer le développement de variétés de pois cajan et de mil pénicillaire biofortifiées et résilientes face au climat, présentant une qualité supérieure des graines et une meilleure valeur nutritionnelle, contribuant ainsi à une nutrition durable et à la sécurité alimentaire dans les environnements marginaux. Nos travaux démontrent qu’une approche multi-omique peut accélérer l’amélioration de la qualité des graines et des caractères nutritionnels du pois cajan et du mil pénicillaire, apportant une contribution significative à l’agriculture durable et à la lutte mondiale contre la malnutrition. Cette recherche a conduit à l’identification de gènes candidats à haute fiabilité, de marqueurs moléculaires basés sur les omiques, ainsi qu’au développement de variétés biofortifiées de pois cajan et de mil pénicillaire présentant une teneur accrue en protéines et en minéraux sans compromettre le rendement. Le pipeline d’intégration multi-omique établi constitue une plateforme robuste pour les futures initiatives de biofortification des cultures et de sélection de précision.

Séminaire en anglais



Nisha Singh, Department of Bioinformatics, Gujarat Biotechnology University, Gandhinagar, Indes

Invitation : Anne Krapp
équipe "Signalisation, Transport et Utilisation de l'azote" NUTS

Séminaire relatif à la recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.