© Aline Waquet

Les unités du centre

Unité Sous Contrat Inra / USTL Adaptation au Froid du Pois (AFP)

Créée en 2015, l’USC AFP est composée de chercheurs du Centre Inra Hauts-de-France et de l’Université de Lille1, Sciences et Technologies. Cette unité fait partie de l'Institut régional de recherche en Agroalimentaire et Biotechnologie Charles Viollette.

UMR  sadv   estrées-mons. © inra, Rosemonde Devaux
Mis à jour le 22/08/2017
Publié le 18/01/2013

En développant des approches de biologie intégrative, l’unité s’intéresse à une espèce cultivée, le pois protéagineux, dans les régions septentrionales et tout particulièrement le Nord de la France.

A partir d'une plante modèle comme le pois, leurs approches (écophysiologique, protéomique, génomique, génétique) visent à faire progresser les connaissances fondamentales du déterminisme génétique et des mécanismes physiologiques de l’adaptation au froid des végétaux cultivés afin d’ouvrir des voies d’amélioration génétique au titre de l’innovation variétale.

L’acclimatation au froid est un facteur prépondérant qui confère aux plantes différents niveaux de tolérance au gel. L'équipe travaille sur le pois protéagineux qui doit son intérêt agronomique à la forte teneur en protéines de ses graines et à sa culture économe en azote. Ces atouts peuvent contribuer à limiter la dépendance de l'Europe vis-à-vis des importations de soja et à participer à une agriculture respectueuse de l'environnement.

Après avoir identifié certaines zones du génome (QTL) gouvernant la tolérance au gel chez le pois, l'équipe réalise maintenant des étapes de cartographie fine, clonage positionnel et validation fonctionnelle des QTL préalablement identifiés. Le projet de l'unité AFP intègre également une approche multi-caractère (froid-bioagresseurs).

Le projet de l'unité est ciblé autour de deux questions :

  • Existe-t-il d’autres régions cibles chez cette espèce et les régions identifiées sont-elles communes à d’autres stress ?
  • Quelles sont les fonctions des gènes sous-jacents aux QTL de tolérance au gel mis en évidence ?

En savoir plus

Directeur
Pascal DHULSTER (USTL)

Coordonnées de l'unité
USTL - USC AFP 1281
Cité Scientifique
Bâtiment A3
59655 Villeneuve d'Ascq cedex
Site web de l'Université de Lille 1

Département de recherche Inra
Biologie et Amélioration des Plantes

A PROPOS DE

Nos moyens humains

L’USC AFP est constituée de 17 permanents, 1 CDD, 4 doctorants et 2 personnels GIS.

Nos équipements

  • 2 séquenceurs d'ADN (LiCor et Abi Prism)
  • 1 lecteur de puces à ADN GenePix
  • 2 PCR quantitative
  • 1 système HPLC avec détecteur UV/Visible, réfractomètre et fluorimètre (Shimadzu Prominence)
  • 1 système UPLC couplé à un spectromètre de masse ESI-trappe ionique (Bruker)
  • 1 lecteur de gels de protéines bidimensionnels
  • 1 évaporateur rotatif à piège – 80°C (Thermo Jouan)
  • 1 système HPLC semi-préparatif avec détecteur UV/Visible (Spectra Physics)
  • 1 lecteur UV/Visible microplaque (Thermo Scientific)

Nos résultats 2014-2016

1. L'inventaire des QTL déterminant la tolérance au gel :

  • L'utilisation du modèle prédictif de la tolérance au gel chez le pois (C. Lecomte, UMR Agroécologie Dijon) a permis de montrer que l'évolution des dégâts, dans le contexte du réchauffement climatique, est très sensible aux paramètres variétaux du modèle que sont la tolérance maximale et la vitesse d'acclimatation (Castel et al. 2014). Nous prenons maintenant en compte cette deuxième composante dans notre étude du déterminisme génétique de la tolérance.
  • Le fort investissement réalisé sur notre population de cartographie (RIL2) s'accompagne d'une faiblesse qui réside dans l'unicité du fond génétique étudié. Nous avons participé à l'analyse de données de dégâts de gel en conditions agronomiques, recueillies par l'UMR Agroécologie sur une deuxième population de cartographie (RIL9) qui nous a permis i) de confirmer les 4 principales régions identifiées dans RIL2, ii) d’identifier une nouvelle région spécifique à RIL9 et iii) de nuancer la hiérarchie des QTL les plus explicatifs en fonction du fond génétique (Klein et al. 2014). Dans le cadre du projet PeaMUST (2012-2019), nous construisons des QTL-NILs pour valider les QTL d'intérêt, seuls ou en combinaison, dans un fond génétique printemps et un fond hiver.
  • Cette recherche de QTL et l’identification des gènes sous-jacents sont facilitées par le développement d’outils de génomique au niveau du groupe protéagineux du département BAP. Nous avons participé, en fournissant les données de génotypage et l'ADN de la population RIL2, à l'établissement de deux cartes consensus comprenant 2 070 et 15 079 marqueurs dont 1 340 et 12 802 marqueurs SNP (Duarte et al. 2014; Tayeh et al. 2015-b).
  • Nous avons réalisé une approche de génétique d’association via le phénotypage pour la tolérance au gel dans le cadre du projet ANR-SNPEA et le génotypage sur une puce Infinium (13000 marqueurs SNP) dans le cadre du projet ANR-GENOPEA d’une collection de diversité de pois. Cette analyse nous a permis d’identifier des marqueurs en association significative avec le caractère de tolérance au gel, dont certains colocalisent avec les QTL précédemment détectés avec les populations de cartographie (Beji et al. en préparation). L’annotation structurale et fonctionnelle des gènes candidats ainsi identifiés et leur positionnement sur la carte physique du pois alimenteront notre questionnement sur les fonctions des gènes sous-jacents aux QTL.
  • Nos précédentes études et ces derniers éléments ont été également valorisés via des revues rédigées avec la communauté des chercheurs sur les légumineuses (Araujo et al. 2015,Tayeh et al. 2015-a).

2. La détermination des fonctions des gènes impliqués dans la tolérance au gel :

  • En collaboration avec l'Université de Picardie Jules Verne, nous avons montré que l’acclimatation au froid induit une augmentation du niveau de la méthylestérification des pectines et une diminution de l’activité des polygalacturonases. Ces éléments indiquent que les pectines estérifiées jouent un rôle dans la tolérance au gel (Baldwin et al. 2014).
  • Dans le cadre d'un projet émergent financé par l'Université de Lille, des études des niveaux d’expression des mARN et miRNA, spécifiques de l'acclimatation au froid et révélés via du séquençage haut-débit, sont en cours d’analyse et contribueront à l'établissement des réseaux de gènes et des mécanismes de régulation mis en œuvre au cours de l'acclimatation (Bahrman et al. 2016, X et al. en préparation).
  • Dans le cadre d'un projet financé par le département BAP, nous recherchons si différentes modalités d’acclimatation au froid permettant l’acquisition de la tolérance au gel ont également une incidence sur l’expression de la résistance partielle à l’ascochytose. Ce projet est justifié par le fait que des QTL de tolérance au gel et de résistance à l’ascochytose (Inra Rennes) ont été détectés indépendamment aux mêmes positions sur les groupes de liaisons III, V et VI de la carte génétique du pois. Ces études devraient nous donner des indications sur la pertinence de recherches communes sur les stress biotiques et abiotiques sur notre modèle au sein de ASQV.