Thèse sur l'origine et la transmission de la polyploïdie chez les rosiers : Rosa gallica un nœud historique

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Venez découvrir le monde passionnant de la rose et vivre une expérience enrichissante de recherches au sein de l'équipe GDO (Génétique et Diversité des plantes Ornementales) à l’IRHS à Angers (France). Vous contribuerez à une meilleure connaissance de l'histoire du rosier et renforcerez les fondations sur lesquelles peuvent s'appuyer aujourd'hui les sélectionneurs pour créer des variétés parfumées et résilientes face aux aléas climatiques.

Résumé du projet 

La diversité des rosiers modernes, représentée par plusieurs dizaines de milliers de cultivars, présente la particularité d’être, tout à la fois, issue d’un réseau complexe d’hybridations interspécifiques (7 à 8 espèces sauvages impliquées), et constituée de plantes à différents niveaux de polyploïdie. Parmi les espèces apparentées sauvages, Rosa gallica, espèce européenne allotétraploïde, a transmis ce caractère polyploïde aux rosiers cultivés actuels et a apporté des caractères importants comme certains parfums ou la rusticité. Les principales questions, abordées au cours de cette thèse, sont l’origine de R. gallica et sa contribution aux rosiers cultivés au cours du processus de sélection. A partir d’une approche génomique (séquençage et analyse de différents génomes), l’objectif de cette thèse est de retracer, depuis le compartiment sauvage jusqu’aux roses modernes, la transmission du caractère polyploïde et les modifications structurelles des génomes (transmission conjointe ou non de jeux de chromosomes, translocations éventuelles). Les roses, dont les génomes seront étudiés, seront choisies d’après les hypothèse émises précédemment par l’équipe et selon leur position dans la généalogie pour les roses cultivées.

Description détaillée du projet

La polyploïdisation a joué un rôle majeur dans l’évolution des génomes végétaux et est un moteur important de diversification. Le genre Rosa (plus de 150 espèces et des milliers de cultivars) a connu une forte tendance à la polyploïdisation, tant dans le compartiment sauvage que cultivé. Rosa gallica, une espèce européenne tétraploïde, a été sélectionnée et cultivée en Europe depuis l’Antiquité. Au 19^ème siècle, le croisement entre cette espèce européenne et les rosiers asiatiques diploïdes a induit des descendants polyploïdes (tri et tétra) qui donneront naissance aux rosiers modernes cultivés aujourd’hui. R. gallica a permis l’introduction de caractères importants dans les rosiers modernes cultivés tels que la rusticité et le parfum. Comprendre aujourd’hui de quelles espèces parentes provient le génome de Rosa gallica et quelles régions génomiques ont été transmises, d’une part à des espèces apparentées proches (R. centifiolia, R. muscosa...), d’autre part aux rosiers modernes permettra de mieux appréhender le rôle des mécanismes de polyploïdisation dans l’évolution des espèces naturelles et dans les processus de sélection humaine. Pour cela nous pouvons nous appuyer sur la connaissance des pedigrees et la conservation des rosiers par multiplication végétative.

Au cours de la thèse, les deux questions suivantes seront abordées :

1. Quelles sont les espèces sauvages à l’origine de R. gallica ? R. gallica est supposée être une espèce allopolyploïde et différentes hypothèses ont été émises concernant les espèces d’origine. Pour cela nous pourrons nous appuyer sur les ressources produites par l’équipe ou à produire (séquence de R. gallica, reséquençage d’espèces sauvages). Il s’agira d’identifier les espèces sauvages parentes de R. gallica, ou les descendants de ces espèces encore présents aujourd’hui.
2. Quelles sont les portions du génome tétraploïdes de R. gallica qui ont été transmises dans le pedigree des roses cultivées pour aboutir aux roses modernes (fin du 19^ème siècle) ? Nous pourrons nous appuyer sur les hypothèses des pedigrees (approche interdisciplinaire histoire – génétique).

Le programme de recherche de la thèse se décline autour des deux questions scientifiques.

1. Pour tester les hypothèses concernant l’origine de R. gallica, différentes approches seront développées (analyse de SCOtag, séquence nucléaire en simple copie par haplome ; séquençage des parents potentiels ou de leurs descendants ; analyses k-mer et analyses pangénomiques). Une réflexion aura lieu en début de thèse sur le choix des espèces à séquencer, mais aussi sur les méthodes de séquençage (lectures courtes ou longues) et les meilleures approches à développer.
2. Concernant la contribution de Rosa gallica aux rosiers cultivés, une dizaine de rosiers cultivés pertinents sera choisie (positionnement dans les pedigrees). Le reséquençage de ces rosiers permettra de reconstruire pour ces rosiers, les pseudo-chromosomes taggés avec les allèles des espèces contributrices, parmi lesquelles R. gallica.

En début de thèse, vous participerez au séquençage haute-qualité (obtention des 4 haplomes) de R. gallica. Votre contribution sera principalement au niveau de l’étude de familles de gènes conservés qui pourront servir aux analyses concernant l’origine et la contribution de R. gallica.

Les principales approches développées au cours de la thèse seront des approches de génomique et de pangénomique (utilisation PanTools). Au niveau technique, il s’agira principalement d’extraction d’ADN et de séquençage (lectures courtes type ILLUMINA, ou plus vraisemblablement lectures longues type ONT ou PacBio) qui seront réalisés sur les plateformes d’INRAE GENOMICS.

Vous pourrez profiter d’un grand nombre de séquences de génomes (haute-qualité ou reséquencé) disponibles dans les bases de données publiques ainsi que des données de séquençage qu’iel produira. Une séquence haute-qualité de R. gallica sera disponible au cours de la première année de thèse.

Formations et compétences recherchées

Vous devrez avoir de bonnes connaissances en génétique (génétique des populations) et en génomique (phylogénomique, pangénomique). Des connaissances en botanique seraient un atout. Le projet demandera d’importantes analyses génomiques (bio-analyses) sur des grands jeux de données (séquences) qui nécessitent des compétences en codage (R et Python), ainsi qu’une grande rigueur.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation