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Genome evolution and adaptations to plant parasitism in nematodes

Résumé : Les nématodes sont des vers ronds non segmentés pour la plupart translucides et mesurant moins d'un mm. Bien que peu visibles, ils constituent l'un des groupes d'animaux les plus riches en espèces et en individus. La majorité des nématodes sont des espèces libres se nourrissant de bactéries ou de champignons mais les espèces les plus connues de l'homme sont les parasites d'animaux et de plantes. Les nématodes parasites de plantes causent des dégâts considérables à l'agriculture mondiale. Ils sont responsables de pertes économiques avoisinant une centaine de milliards d'euros par an. Le parasitisme des plantes est apparu au moins quatre fois indépendamment au cours de l'histoire évolutive des nématodes. Des similitudes morphologiques ont émergé de manière convergente chez ces parasites et il est possible que des singularités caractéristiques se retrouvent également dans leurs génomes. Le premier génome d'un nématode parasite de plantes, celui du nématode à galles Meloidogyne incognita a été séquencé et annoté en 2008 dans le cadre d'un consortium international coordonné par notre équipe. Dès lors, la comparaison avec les génomes d'autres nématodes a permis de révéler des singularités pouvant êtres liées à une adaptation au parasitisme des plantes. Une partie importante de ma recherche est consacrée à l'identification de singularités dans les génomes de nématodes, en lien avec le parasitisme des plantes. J'ai pu montrer que les nématodes avaient acquis, par transferts horizontaux, des gènes d'origines bactérienne et fongique impliqués dans le succès parasitaire (effecteurs). Ces événements évolutifs, considérés comme très rares chez les animaux, auraient joué un rôle important dans l'adaptation au parasitisme des plantes. La comparaison des génomes de parasites de plantes à ceux d'autres eukaryotes nous a également permis de mettre en évidence un jeu de gènes absents de toutes les autres espèces. Cette spécificité aux phyto-parasites, suggère que ces gènes seraient impliqués dans le parasitisme des plantes. Nos travaux ont montré que l'inactivation de ces gènes atténuait considérablement le succès parasitaire des nématodes. Etant absents des génomes d'autres espèces, ces gènes constituent des cibles particulièrement intéressants pour le développement de nouvelles méthode de luttes plus spécifiques. Une autre singularité du génome de Meloidogyne incognita, concerne sa structure. En effet, le génome est majoritairement présent sous la forme de deux copies divergentes au niveau de leur séquence. Cette caractéristique est peut être liée au mode de reproduction particulier de ce nématode. M. incognita se reproduit de manière asexuée et sans méiose. On suppose qu'en absence de méiose, l'équivalent des chromosomes homologues des espèces à reproduction sexuée sont libres de diverger considérablement. Une partie de mes recherches est consacrée à l'étude de l'origine et des conséquences fonctionnelles de cette architecture génomique particulière. La reproduction asexuée est considérée comme une impasse évolutive chez les animaux. Pourtant, M. incognita est capable d'attaquer plus de plantes que ses cousins sexués et occupe une aire géographique plus grande. De plus, il est capable de contourner la résistance des plantes et donc de s'adapter. Il est possible que la présence d'une partie des gènes en copies divergentes joue un rôle dans cette plasticité. Analyser les capacités évolutives chez des animaux à reproduction asexuée, en particulier des ravageurs de culture est une thématique que je souhaiterai développer dans les prochaines années.
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Soumis le : vendredi 5 juin 2020 - 21:20:55
Dernière modification le : jeudi 9 juillet 2020 - 19:08:03

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  • HAL Id : tel-02801776, version 1
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Etienne Danchin. Genome evolution and adaptations to plant parasitism in nematodes. Life Sciences [q-bio]. Université Nice Sophia Antipolis, 2014. ⟨tel-02801776⟩

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