Séminaire Dr Stefan Heckmann

La variation génétique exploitée en amélioration des plantes provient en grande partie de la méiose, au cours de laquelle les crossing-over (CO) remanient l’ADN parental. Les CO apparaissent durant la prophase I par recombinaison homologue le long des axes chromosomiques protéiques et au sein du complexe synaptonémal (CS), une structure qui relie les chromosomes homologues pendant le pachytène. Chez de nombreuses espèces cultivées, telles que l’orge et le blé, les CO sont rares et regroupés aux extrémités des chromosomes, laissant de vastes régions du génome génétiquement « verrouillées » et non exploitées. Dans ce contexte, nous développons de nouvelles stratégies pour mieux comprendre et redistribuer la recombinaison méiotique chez Arabidopsis thaliana et Hordeum vulgare (orge).

Chez arabidopsis, une approche de protéomique de proximité (TurboID) a permis de cartographier les protéines associées aux structures chromosomiques méiotiques et de découvrir SCEP3, une nouvelle protéine l’élément central du CS. La perte de SCEP3 perturbe la formation de ce complexe, abolit l’assurance et l’interférence des CO et augmente la fréquence des CO (principalement chez la femelle), éliminant ainsi les différences de recombinaison spécifiques au sexe (hétérochiasmie). Nous avons également développé FeM-ID, une méthode facilitant l’analyse cytologique du comportement des chromosomes lors de la méiose femelle.

Chez l’orge, nous avons mis en place l’édition génétique induite par le virus de la mosaïque striée de l’orge (BSMVIGE) dans des lignées exprimant Cas9, ainsi que le génotypage de noyaux de pollen individuels (SPNG) par PCR digitale. Le BSMVIGE permet la génération rapide de mutants méiotiques, tandis que le SPNG fournit des mesures à haut débit des CO sans nécessiter la culture de descendances. En manipulant des gènes clés de la méiose, nous montrons que le nombre et la distribution des CO chez l’orge peuvent être modifiés, ouvrant la voie à l’exploitation de nouvelles ressources génétiques pour l’amélioration des cultures. Malgré la forte conservation de la méiose, les exigences des acteurs méiotiques diffèrent entre ces espèces, reflétant possiblement des différences en lien avec l’organisation de leurs génomes.

Séminaire en anglais

Stefan Heckmann, Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research IPK, Gatersleben, Germany

Invitation : Rajeev Kumar
équipe "Mécanismes de la Méiose" MeioMe

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