thesis

Génomique comparative d'un cluster de gènes de résistance chez le haricot commun et le soja

Defense date:

Jan. 1, 2010

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Institution:

Paris 11

Disciplines:

Biology

Authors:

Directors:

Abstract EN:

Plant specific resistance implies direct or indirect detection of evolutionary labile proteins from microbial pathogens termed "effectors". Most of the plant proteins involved in effectors recognition belong to the Nucleotide Binding­Leucine Rich Repeats (NB-LRR) superclass. Genes encoding NB-LRR proteins are often organized in clusters of two to dozens of tandemly-duplicated genes, and this organization in clusters seems to be favorable for NB-LRR molecular diversification. During my thesis, I reconstructed the physical map of the Co-2 NB-LRR cluster in two common bean genotypes from diverse geographical origins. Dozens of NB-LRR sequences were found after sequencing of ~ 1 megabase (Mb) from the Co-2 cluster in both genotypes. A combination of approaches involving microsynteny, phylogeny, genetic mapping and cytogenetics was used to study the evolution of an NB-LRR subfamily at different timescales, from more than 125 Mya up to the present, and to highlight the key points of this evolution (tandem duplications, segmental duplications, recombination between non-homologous chromosomes. . . ). Moreover, the discovery of subtelomeric repeats revealed extreme recombination frequencies between common bean subtelomeres. Finally, pathogenecity tests using the bacteria Pseudomonas syringae led to different hypotheses concerning the molecular evolution of specific resistance in plants.

Abstract FR:

La résistance spécifique des plantes aux maladies passe par la reconnaissance, directe ou indirecte de protéines très diverses et évolutivement labiles des agents pathogènes appelées ''effecteurs". La reconnaissance des effecteurs chez plantes est principalement réalisée par une superclasse de protéines : les Nucleotide Binding-Leucine Rich Repeats (NB-LRR). Les gènes codant les NB-LRR sont souvent regroupés en clusters de deux à plusieurs dizaines de gènes répétés en tandem, et cette structure en clusters parait favorable à la diversification moléculaire des séquences NB­ LRR. Lors de ma thèse, j'ai réalisé la carte physique du cluster Co-2 de séquences NB-LRR chez deux génotypes de haricot commun d'origines géographiques différentes. Le séquençage de plus d'1 mégabases (Mb) de ce cluster, a révélé plusieurs dizaines de séquences NB-LRR dans chacun de ces génotypes. Les séquences générées ont servi de base pour réaliser différentes analyses de microsynténie, phylogénie, cartographie génétique et cytogénétique. Cette combinaison d'approches a permis de suivre l'évolution d'une sous-famille de séquences NB-LRR à différentes échelles de temps, de plus de 125 MA à nos jours, et de dégager les étapes clefs de cette évolution (duplications en tandem, duplications segmentales, recombinaison entre chromosomes non-homologues). De plus, la découverte de séquences répétées à répartition subtélomérique a permis de mettre en évidence une dynamique recombinatoire extrême des subtélomères du haricot commun. Enfin, des tests de pouvoir pathogène avec la bactérie Pseudomonas syringae ont permis de faire des hypothèses sur l'évolution moléculaire de la résistance spécifique chez les plantes.