Thématiques de recherche
Depuis les travaux pionniers de Charles Darwin, nous savons que la sélection naturelle s’exerce sur des variations pré-existantes ou induites. L’équipe MANGO s’intéresse aux mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces variations entre individus et au sein même d’un individu. Ces recherches aident à comprendre le rôle de la dynamique du génome dans l’adaptation des plantes au changement climatique. Le génome, bien loin d’être une entité figée, contient des éléments transposables dont la capacité est de générer de la variation par leur mobilité au sein des chromosomes. Ces variations structurales peuvent être une conséquence d’un stress environnemental ou d’une dérégulation épigénétique et avoir un impact sur l’expression des gènes et l’adaptation.L’équipe étudie plusieurs modèles végétaux dont Arabidopsis thaliana (plante modèle), Oryza sativa (riz cultivé), Fagus sylvatica (hêtre) et Dittrichia viscosa (source de biopesticide). Notre équipe est spécialisée dans le développement de protocoles adaptés à l’utilisation des lectures longues Nanopore pour la génomique et la transcriptomique ainsi que dans le développement d’outils bioinformatiques dédiés. Enfin, notre équipe est impliquée dans des programmes de science participative et de formation autour des ADN extrachromosomiques circulaires et de la technologie Nanopore (science au lycée, ateliers).
Dans l’axe 1, nous développons plusieurs thématiques de recherche : (1) les mécanismes de la biodiversité génomique, (2) l’apport de la génomique dans la lutte contre le changement climatique (science de la durabilité), (3) la valorisation avec des partenaires privés.
1) Mécanismes de la biodiversité génomique
- Epigénome et stabilité du génome chez Arabidopsis (coordination Marie Mirouze)
Dans le projet ANR « CropCircle » nous analysons la dynamique de production des ADN extrachromosomiques circulaires (ADNecc) en conditions de stress environnemental et son impact sur la stabilité du génome chez Arabidopsis thaliana.
- Introgressions et largeur du grain chez le riz (coordination Marie-Christine Carpentier)
En développant des marqueurs originaux à partir des polymorphismes d’insertion d’éléments transposables (TIPS), nous utilisons des approches de génomique d’association (GWAS) pour identifier des loci d’intérêt dans la largeur du grain de riz.
2) Science de la durabilité
- Le génome du hêtre face au changement climatique (coordination Olivier Panaud)
Pour comprendre les liens entre la dynamique du génome et le potentiel adaptatif des populations de hêtre, nous analysons sa diversité génomique, avec un focus sur les forêts méditerranéennes (Réserve Naturelle de la Massane en particulier).
- Dynamique du génome du riz au Mali (coordination Marie Mirouze)
En partenariat avec le Laboratoire du Prof. Ousmane Koita à Bamako au Mali, nous développons des approches de transcriptomique et génomique pour mieux comprendre les résistances aux infections multiples de pathogènes chez le riz.
3) Valorisation avec le privé
- Inule et biopesticide (Projet MANGO/AKINAO)
Les biopesticides présentent une alternative intéressante pour la diminution des intrants dans l’agriculture. En partenariat avec la société AKINAO nous caractérisons le génome de l’Inule visqueuse (Dittrichia viscosa) pour contribuer à faire de cette plante un modèle de production de biopesticide.
- Apport des ADNecc pour la détection du cancer (Projet MANGO/ACOBIOM)
Les cellules cancéreuses produisent des ADNecc en grande quantité. En partenariat avec la société ACOBIOM nous mettons à profit notre expertise sur les ADNecc pour développer des marqueurs précoces dans différents cancers.
Dans l’axe 2, nous nous intéressons aux mécanismes et à l’impact des flux génétiques interspécifiques chez un grand nombre d’espèces de plantes et à leur influence sur l’évolution des génomes ainsi que sur l’adaptation à l’environnement. D’une part, nous explorons l’impact du flux de gènes interspécifique entre différentes populations ou espèces proches, notamment chez les orchidées du genre Ophrys et d’autres genres emblématiques des Pyrénées tels que Delphinium, Pedicularis ou encore Xatardia. L’objectif est de décrypter les processus moléculaires, démographiques et écologiques régissant ces échanges. Cette approche permettra de mieux comprendre leur impact sur la diversité génétique, l’émergence de phénotypes adaptatifs et la dynamique évolutive des populations. D’autre part, nous étudions les transferts horizontaux entre espèces très éloignées grâce à des approches génomiques à grande échelle sur un très grand nombre d’espèces. Nous portons un intérêt particulier aux transferts entre lianes et arbres, qui semblent être fréquents dans les écosystèmes naturels, ainsi qu’aux transferts entre plantes et champignons.
1) Étude des mécanismes et de l’impact du flux de gènes interspécifique entre espèces proches (Joris Bertrand et Valérie Hinoux)
Nous nous intéressons notamment aux échanges entre écotypes/accessions, taxons frères ou espèces étroitement apparentées afin de décrypter les processus éco-évolutifs qui sous-tendent l’adaptation des plantes à leur environnement, jusqu’à leurs bases moléculaires. Nous visons à élucider les liens entre différents compartiments, à savoir : le génome, le phénome et la fitness, en veillant à intégrer l’histoire biogéographique des espèces et des régions dans lesquelles elles s’établissent. Pour ce faire, nous étudions notamment les zones d’hybridation, qui permettent de mettre en évidence des régions génomiques et des traits résistants au flux de gènes, potentiellement impliqués dans l’adaptation locale et/ou l’isolement reproductif.
2) Étude des mécanismes et de l’impact des transferts horizontaux entre espèces éloignées (Moaine El Baidouri et Eric Lasserre)
Cette partie du projet vise à caractériser la fréquence, la nature et les mécanismes des transferts horizontaux, à en décrypter les mécanismes et à évaluer leur impact sur la fonction et la plasticité des génomes végétaux. Pour ce faire, nous mobilisons des approches de génomique comparative intégrative, à la fois à l’échelle multi-espèces et des populations. Le déploiement de ressources génomiques de plus en plus riches, ainsi que le développement constant d’outils d’analyse bioinformatique, innovants nous permet d’explorer ces transferts avec une résolution et une ampleur sans précédent.
Mots clés : génome, éléments transposables, ADN extrachromosomique, variants structuraux, épigénome
Projets financés
Axe 1
- ANR FAGRESCUE (2025-2028): Une approche transdisciplinaire impliquant l'intelligence artificielle, la génomique et la modélisation écologique pour améliorer la résilience des hêtraies dans le contexte du changement climatique. LGDP leader (Olivier Panaud), Partenaires: ONERA (DOTA), CEFE, INRAE.
- Projet Innovant Fondation UPVD (Appel à projets 2024) : PI Marie Mirouze, partenaire société ACOBIOM.
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2024) - Impact fonctionnel des variations structurales chez le riz sauvage Oryza australiensis. PI : Marie-Christine Carpentier.
- Projet Innovation Labex TULIP DROPHENO : Combiner l'imagerie par drone, l'intelligence artificielle et l'écologie de terrain pour concevoir une stratégie de phénotypage à haut débit des forêts de hêtres. Partenaire: Bionomeex
- Projet pilote BioDivOc FAGADAPT (Appel à projets 2024, appel à projets 2022). Adaptation des forêts tempérées au changement climatique. Une étude de cas combinant génomique et écologie pour suivre l’adaptation à court terme de la hêtraie dans la réserve de la Massane. LGDP leader (Olivier Panaud), Partenaires: CEFE, BIOM, Réserve Naturelle de la Massane.
- Projet Innovation Labex TULIP (2021) : Etudier la diversité génétique et la production de composés biofongicides à partir de différentes populations de Dittrichia viscosa du pourtour méditerranéen. PI Fred Pontvianne, Partenaire M Mirouze.
- ANR PRCI CropCircle (2021-2025) Mobilome, adaptation et stabilité du génome chez les plantes cultivées. PI Marie Mirouze (FR) et Etienne Bucher (CH)
- Projet Central Labex TULIP (2020) : Comprendre le rôle du lierre commun (Hedera helix) dans les transferts horizontaux entre arbres. PI Moaine El Baidouri.
- EpiDiverse (2017-2021) Projet Européen MCSA European Training Network grant, EU H2020 Marie Skłodowska-Curie No 764965 EpiDiverse
- ANR JCJC EXTRACHROM (2014-2017). Contrôle épigénétique des formes extrachromosomiques des éléments transposables chez les plantes. PI Marie Mirouze
Axe 2
- Projets Européens Interreg-Poctefa – FloraLab (2020-2022) & FloraLab+ (2024-2026) - Coordination scientifique en partenariat avec l’UPVD dans le cadre des projets européens de coopération transfrontalière. PI : Valérie Hinoux & Joris Bertrand
- Projet Fondation UPVD (2024) – EUPHYDRYA - Approches multi-omiques innovantes pour la conservation de la dernière population d’Euphydryas desfontainii en France. PI : Nathalie Tapissier, Cédric Bertrand et Joris Bertrand
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2024) - Transcriptomique comparative pour étudier les causes d’un manque récurrent de floraison dans la flore emblématique des Pyrénées. PI : Valérie Hinoux et Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2024) – Modélisation des niches écologiques - Mise en place d’un pipeline pour la modélisation des niches écologiques des espèces emblématiques de la flore pyrénéenne et prédiction des niches futures selon différents scénarios et échelles temporelles. PI : Valérie Hinoux, Sébastien Pinel & Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2024) – Médiation chimique et pâturage - Rôle de la médiation chimique et impact du stress lié au pâturage dans la relation entre un papillon menacé (Euphydryas desfontainii) et sa plante-hôte (Cephalaria leucantha). PI : Nathalie Tapissier, Cédric Bertrand & Joris Bertrand.
- Projet Consortium BioDivOc ‘DevocGen’ (2022-2025) - Développement et applications de nouveaux outils pour la gestion et la conservation des populations naturelles sur la base de données génomiques. PI : S. Boitard & R. Leblois – Partenaires : P.-A. Gagnaire, L. Chikhi, P.-A. Crochet, S. Blanchet & J. Bertrand.
- ANR JCJC DiversiFly (2022-2025) - Diversification adaptative des Ophrys mouches comme nouveau modèle pour étudier la spéciation écologique et les radiations évolutives. PI : Joris Bertrand.
- ANR JCJC EXOTICA (2021-2025) : Explorer l'étendue, les voies et l’impact des transferts horizontaux dans les génomes nucléaires des plantes. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet INSB (CNRS) DICOHOT (2021-2022) : Fréquence et impact des transferts horizontaux chez Dioscorea communis. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet Central Labex TULIP (2020) : Comprendre le rôle du lierre commun (Hedera helix) dans les transferts horizontaux entre arbres. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2020) – Étude intégrative de l’état de santé des populations naturelles du Grand Tétras (Tetrao urogallus aquitanicus), espèce emblématique localement menacée d’extinction. PI : Olivier Rey, Valérie Hinoux & Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2020) – Conservation d’espèces emblématiques - Développement d’une approche intégrative pour la conservation des espèces emblématiques – Étude pilote sur le couple Ophrys catalaunica / O. magniflora. PI : C. Bertrand & J. Bertrand.
- Projet Fondation Biotope (2020) – REORDER - Phylogénie moléculaire haute résolution des orchidées Ophrys en France. PI : Joris Bertrand, Errol Véla, Etienne Delannoy & Frédéric Melki
- Projet Inter-LabEx TULIP & CEMEB (2019) – Distribution géographique des Ophrys aveyronensis - Étude pilote sur la distribution géographique disjointe d’Ophrys aveyronensis, espèce endémique et menacée : causes et implications. PI : Joris Bertrand & Bertrand Schatz
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2019) – Radiation adaptative des Ophrys - Étude des bases génomiques de la radiation adaptative des orchidées Ophrys euro-méditerranéennes. PI : Joris Bertrand
Membres
Anciens membres
- Abirami Soundiramourtty (2021 - 2024)
- Panpan Zhang (2020 - 2023)
- Emilie Aubin (2019 - 2022)
- Sophie Lanciano (2014 - 2017)
Publication par collection
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