Objectifs

Pour l’arbre, le bois est un tissu vital qui assure des fonctions de soutien mécanique, de conduction hydraulique et de stockage de réserves. Pour l’homme, c’est une ressource renouvelable très importante, alternative au carbone fossile, permettant la séquestration de carbone et pouvant fournir à la fois des biomatériaux, de l’énergie et des biomolécules. Les racines sont importantes pour l’ancrage des arbres dans le sol et leur nutrition hydrique et minérale. L’équipe développe des approches complémentaires de génomique fonctionnelle et de génétique quantitative et des populations pour (1) comprendre certains processus de développement impliqués dans des fonctions physiologiques caractéristiques des arbres - formation du bois, développement racinaire -, importantes pour leur adaptation à un environnement fluctuant, et (2) prédire certains caractères complexes liés à l’adaptation et la production des arbres. 

L’équipe développe des travaux de génomique principalement sur les peupliers avec 1) la production de peupliers transgéniques ou édités par CRISPR-Cas9 pour des gènes d’intérêt (issus des études fonctionnelles ou génétiques), 2) l’analyse fine des modifications transcriptomiques et phénotypiques du bois et des racines produits par ces peupliers, 3) l’identification de polymorphismes et la caractérisation de la diversité dans les gènes d’intérêt, 4) l’intégration des données endo-phénotypiques expérimentales sous forme de réseaux biologiques dynamiques pour la compréhension et la prédiction de phénotypes.

L’équipe cherche à répondre aux questions suivantes :

• Quels sont les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la formation et les propriétés du bois ?
• Quels sont les principaux régulateurs génétiques de l'architecture et du développement des racines, et quelles sont leurs cibles génétiques ?
• Quelles variations à l’échelle des génomes expliquent la distribution, la structuration et la dynamique des populations ?
• Comment la variation des endo-phénotypes peut-elle expliquer et permettre de prédire les caractères d'intérêt en matière d'adaptation et de production au sein des populations ?

Les travaux de recherche de l’équipe s’appuient en local sur la plateforme PHENOBOIS et sur le LICA et au niveau national sur le réseau de dispositifs comparatifs (GEN4X).

Espèces

Les peupliers sont les espèces majeures utilisées. Les travaux de génomique fonctionnelle sont menés sur le clone INRA 717-1B4 (P. tremula x P. alba), apte à la transgénèse et l’édition des génomes. Les études de diversité sont menées sur une large collection de populations naturelles de  P. nigra. Certaines études portent également sur le mélèze, le douglas  et le robinier.

Mots clés

Réseaux de gènes, modélisation, microphénotypage, single cell, multi-omiques

Responsables

Annabelle DEJARDIN et Véronique JORGE

Membres

Chercheurs: Christian BRETON (CRHC),  Annabelle DEJARDIN (DR2, HDR), Harold DURUFLÉ (CRCN), Véronique JORGE (CRHC), Leopoldo SANCHEZ (DR2, HDR),  Gilles PILATE (DR1, HDR)

Ingénieurs et techniciens : Nassim BELMOKTHAR (IECN), Vanina BENOIT (IECN),  Nathalie BOIZOT (IECN), Corinne BURET (TREX), Justine CORRET (AI), Françoise LAURANS (IR1)

Non Permanents : Xabi CAZENAVE (Post-doc, financement DIVEDIT), Alexandre DUPLAN (Doctorant, financement Région Centre Val de Loire 2022-2025), Noah REMY (Doctorant), Yiyi TAN (Doctorante, financement Région Centre Val de Loire 2022-2025), Laura VIMENET (Doctorante, financement INRAE-Région Centre Val de Loire 2022-2025)

• Alexandre DUPLAN étudie la prédiction pan-génomique de phénotypes complexes par une approche intégrative multi-omique chez le peuplier noir.
• Noah REMY étudie la spectroscopie de fluorescence multimodale de la lignine pour comprendre la récalcitrance de la biomasse.
• Yiyi TAN étudie la dynamique de la formation des parois secondaires des fibres de bois chez le peuplier par une approche Single Cell.
• Laura VIMENET étudie l’impact de l'acylation des lignines sur le développement des ligneux, la formation du bois et la conversion énergétique de la biomasse.

Projets en cours

Projets européens

FORGENIUS (Improving access to FORest GENetic Resources Information and Services for End-USers) - 2021-2025

Projets ANR et PEPR

ANR AAPG21 DEOX (Puzzling out the role of plant and fungal laccases with auxiliary enzymes during depolymerization and polymerization of lignin in a polysaccharide environment) - 2022-2026

PEPR Sélection Végétale Avancée TYPEX (Toward highlY Predictable Editing of the plant genome leXicon) - 2023-2028

PEPR Sélection Végétale Avancée DIVEDIT (Promoting agrobioDIVersity through genome EDITing) - 2023-2028

Projets Région

APR - IR WoodProActif (Paillages bioactifs pour l’assainissement des sols et la prophylaxie des cultures) - 2020 - 2024

APR-IA MycoPop (Mycorhization des peupliers pour une préservation des ressources en eau) - 2024 - 2025

APR-IR Futurochêne (Caractérisation Chimique et Sensorielle du Chêne du futur) - 2023-2025

Publications