Évolution des Génomes Domestiqués: Une Étude de Cas de Bactris gasipaes dans la Région Néotropicale

Evolution of Domesticated Genomes: A Case Study of Bactris gasipaes in the Neotropics

• Auteur / Autrice : Orquídea Orellana vera
• Direction : Romain Guyot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : BIDAP-Biologie et Amélioration des plantes
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DIADE - Diversité, Adaptation et DEveloppement des plantes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Evolution des Génomes de caféiers

Mots clés

Mots clés libres

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Résumé

Notre modèle d'étude est Bactris gasipaes var. gasipaes (Arecoideae), communément appelé palmier pêche ou « Chonta ». Ce palmier domestiqué d'origine précolombienne est cultivé dans la région néotropicale. Notre recherche vise à répondre à des questions clés concernant les changements génomiques et évolutifs associés à la domestication et/ou la sélection des accessions cultivées de Bactris gasipaes. Quels compartiments du génome ont été affectés par ces changements (gènes et leurs régions promotrices, régions intergéniques) ? Ces transformations ont-elles eu un impact sur la taille du génome ou sur l'activité des éléments transposables ? Ont-elles influencé le phénotype des fruits, notamment leur couleur, leur taille et leur composition biochimique ? Pour répondre à ces questions, les principaux objectifs de cette thèse sont les suivants: 1. Produire un génome de référence pour le palmier domestiqué Bactris gasipaes var. gasipaes et réaliser son annotation, incluant les gènes et les éléments transposables. 2. Mener une analyse génomique comparative entre le génome de Bactris gasipaes et ceux du palmier à huile et du palmier dattier, afin d'identifier les changements structuraux et évolutifs, avec un intérêt particulier pour les gènes impliqués dans la couleur des fruits (gène virescens) et la détermination du système sexuel (monoïque vs dioïque). 3. Étudier la diversité génétique de Bactris gasipaes var. gasipaes et de var. chichagui (accession non-domestiquée) à partir de données de reséquençage Illumina, et identifier les variations génétiques liées au processus de domestication. Résultats attendus : Nous prévoyons de produire un génome de référence pour Bactris gasipaes, ouvrant la voie à l'étude de sa diversité et de son évolution génomique. Une analyse comparative des génomes du palmier Chonta, du palmier à huile et du palmier dattier permettra d'élaborer une approche d'orthologie et de synténie, afin de décrypter les schémas évolutifs et les mécanismes influençant la taille, la structure du génome et les gènes d'intérêt. Enfin, l'étude de la diversité génétique des accessions sauvages et cultivées de Bactris gasipaes mettra en évidence les signatures de sélection et de domestication de cette espèce.

Our study model is Bactris gasipaes var. gasipaes (Arecoideae), commonly known as peach palm or “Chonta.” This pre-Columbian domesticated palm is cultivated in the neotropical region. Our research aims to address key questions regarding the genomic and evolutionary changes associated with the domestication and/or selection of cultivated accessions of Bactris gasipaes. Which genome compartments were affected by these changes (genes and their promoter regions, intergenic regions)? Did these transformations impact genome size or the activity of transposable elements? Have they influenced fruit phenotypes, particularly their color, size, and biochemical composition? To answer these questions, the main objectives of this thesis are as follows: 1. Produce a reference genome for the domesticated palm Bactris gasipaes var. gasipaes and carry out its annotation, including genes and transposable elements. 2. Conduct a comparative genomic analysis between the genome of Bactris gasipaes and those of the oil palm and date palm, to identify structural and evolutionary changes, with a particular focus on genes involved in fruit color (the virescens gene) and the determination of the sexual system (monoecious vs dioecious). 3. Study the genetic diversity of Bactris gasipaes var. gasipaes and var. chichagui (non-domesticated accession) using Illumina resequencing data, and identify genetic variations associated with the domestication process. Expected outcomes: We anticipate producing a reference genome for Bactris gasipaes, paving the way for the study of its diversity and genomic evolution. A comparative analysis of the genomes of Chonta palm, oil palm, and date palm will enable the development of an orthology and synteny-based approach to decipher evolutionary patterns and mechanisms influencing genome size, structure, and genes of interest. Finally, the study of the genetic diversity of wild and cultivated accessions of Bactris gasipaes will highlight signatures of selection and domestication in this species.