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Elaboration d’un pipe-line destiné à extraire par capture les séquences d’amorces destinées à mettre en oeuvre des travaux de Sélection Génomique chez les Prunus.
Référence
1571824626
Date limite pour postuler
31/12/2019
Date de publication
23/10/2019

Caractéristiques

Précision sur la nature du contrat
Stage
Durée du contrat
6 mois
Date de début de contrat
01/02/2020

Rémunération
Selon la règlementation en vigueur pour 2020 (environ 580 €/mois)
Domaine professionnel
Informatique, statistiques et calcul scientifique

Affectation

Nom de l'unité d'affectation
UR1052 GAFL Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes
Adresse de l'unité d'affectation
INRA Domaine Saint-Maurice 67 allée des chênes CS60094 84143 MONTFAVET CEDEX
Région de l'unite d'affectation
Provence-Alpes-Côte d'Azur

Descriptif

Environnement de travail

Contexte et problématique :

 
Les Prunus cultivés, largement représentés au sein du bassin méditerranéen, participent fortement au développement économique des régions méditerranéennes au travers notamment des productions de pêche, d’abricot et d’amande. La France avec l’Italie et l’Espagne sont les vecteurs de cette dynamique pour les filières « produit » correspondantes. Les impacts sociaux, du fait des besoins en main d’oeuvre, et territoriaux de par la localisation des productions, font qu’ils sont une pierre angulaire des modèles de développement économique locaux. Or ces cultures « traditionnelles » sont aujourd’hui fragilisées par des enjeux globaux notamment liés à l’impact des pesticides et aux changements climatiques. Les leviers d’adaptation à ces enjeux sont multiples, ils vont porter en premier lieu sur la mise en oeuvre de systèmes et pratiques plus respectueux de l’environnement. Mais la variabilité génétique du matériel végétal semble à moyen et long terme le levier d’impact le plus structurant sous réserve de mobiliser largement la diversité génétique disponible et de développer des outils et méthodes de caractérisation appropriés et de les accompagner d’approches d’Innovation variétale inclusives.

Au plan génétique, les Prunus cultivés, pour la plupart diploïdes (hormis chez les pruniers), sont caractérisés par de petit génomes (2 x arabidopsis), fortement synténiques, leurs génomes ont été séquencés (pêcher) ou sont en passe de l’être (abricotier, amandier). Des données de séquençage sont disponibles ou en cours d’acquisition, sur le pêcher (environ 200 accessions) et l’abricotier (120 accessions). L’étendue de la diversité génétique des variétés cultivées et les niveaux d’hétérozygotie sont très variables selon les espèces, très homozygote et avec une diversité faible chez le pêcher, hétérozygote avec une diversité génétique forte et très structurée chez l’abricotier ou l’amandier.

La diversité phénotypique bien caractérisée pour les caractères de pomologie et d’agronomie, reste très imparfaite et peu connue pour les caractères au coeur des enjeux d’adaptation au changement climatique et pour la sensibilité aux bioagresseurs. Les équipes de l’INRA GAFL sont donc en train de chercher à caractériser cette diversité génétique et phénotypique en relation avec des collègues pathologistes et agronomes. Pour ce faire des dispositifs nouveaux conduits sous très faibles intrants phytosanitaires sont en cours de déploiement et les méthodes de phénotypage associées sont en cours de développement.
Corrélativement la préoccupation des améliorateurs et généticiens est d’adosser les données de phénotypage à des données de marquage moléculaire. Des données de séquençage sont en cours d’acquisition qui vont permettre d’engager des travaux de GWAS qui devraient permettre d’identifier des régions candidates en lien avec les traits d’adaptation et de sensibilité. Toutefois, si nous désirons mobiliser ces informations dans des approches destinées à tester notamment la sélection génomique, nous allons devoir mobiliser des sets de marqueurs plus réduits de l’ordre de 10 à 20 000 SNPs sur un nombre d’individus beaucoup plus important. A cet effet, nous désirons déployer des méthodologies de type ‘Capture’ sur des collections et/ou des descendances hybrides pour assister et optimiser un processus de sélection multicritère dont nous souhaitons baliser les éléments d’une preuve de concept.

 
Objectifs généraux du stage / Résultats attendus :

L’objectif principal est la mise en place d’un pipe-line permettant de dessiner des sondes et/ou amorces d’ADN mobilisables dans une approche de capture en intégrant la structuration de la diversité génétique à l’aide de marqueurs neutres, en maximisant la couverture du génome et en adressant les caractères ciblés dans notre démarche (composantes d’adaptation et régularité de production, de sensibilité aux bioagresseurs et la qualité des fruits).
Les amorces ainsi dessinées seront mobilisées pour étudier le polymorphisme de collections ou descendances et pour évaluer la faisabilité d’une sélection génomique dans le cas des espèces considérées.
Le projet sera conduit en partenariat avec la plateforme de génotypage de Montpellier (Sylvain Santoni)

 
Publications de l’équipe d’accueil et/ou relative au sujet (et/ou au projet dans lequel s’insère le stage) : 

Publications de l’équipe d’accueil :
Omrani M, Roth M, Roch G, Blanc A, Morris C, Audergon JM 2019. Genome-wide association multi-locus and multi-variate linear mixed models reveal two linked loci with major effects on partial resistance of apricot to bacterial canker. BMC Plant Biology, 19:31, DOI : 10.1186/s12870-019-1631-3
Conrad AO, Yu J, Staton ME, Audergon JM, Roch G, Decroocq V, Knagge K, Chen H, Zhebentyayeva T, Liu Z, Dardick C, Nelson CD, Abbott AG 2019. Association of the phenylpropanoid pathway with dormancy and adaptive trait variation in apricot (Prunus armeniaca). Tree Physiology 39, 1136-1148, DOI : 10.1093/treephys/tpz053
Biscarini F, Nazzicari N, Bink M, Arus P, Aranzana M-J, Verde I, Micali S, Pascal T, Quilot-Turion B, Lambert P, da Silva Linge C, Pacheco Cruz I, Bassi D, Stella A, Rossini L 2017. Genome-enabled predictions for fruit weight and fruit quality from repeated records in European peach populations. BMC Genomics, 18, 432. DOI: 10.1186/s12864-017-3781-8.
Hernandez J, Micheletti D, Bink M, Van de Weg E, Cantin C, Nazzicari N, Caprera A, Dettori MT, Micali S, Bianchi E, Campoy J, Dirlewanger E, Lambert P, Pascal T, Troggio M, Bassi D, Rossini L, Verde I, Quilot-Turion B, Laurens F, Arus P, Aranzana M-J 2017. Integrated QTL detection for key breeding traits in multiple peach progenies. BMC Genomics, 18 (1), 404. DOI: 10.1186/s12864-017-3783-6.
Mariette S, Wong Jun Tai F, Roch G, Barre A, Chague A, Decroocq S, Groppi A, Laizet Y, Lambert P, Tricon D, Nikolski M, Audergon J-M, Abbott AG, Decroocq V 2016. Genome wide association links specific genes to resistance to Plum Pox Virus in apricot (Prunus armeniaca). The New Phytologist. 209: 773–784. doi:10.1111/nph.
Bureau S., Ruiz D., Reich M., Gouble B., Bertrand D., Audergon J.M., Renard C.M.G.C. (2009a) Rapid and non-destructive analysis of apricot fruit quality using FT-near-infrared spectroscopy. Food Chemistry, 113, 1323-1328.
Bureau S., Ruiz D., Reich M., Gouble B., Bertrand D., Audergon J.M., Renard C.M.G.C. (2009b) Application of ATR-FTIR for a rapid and simultaneous determination of sugars and organic acids in apricot fruit. Fo
Ribas-Agustí A., Gouble B., Bureau S., Maingonnat J.F., Audergon J.M., Renard C.M.G.C. et al. (2017) Towards the Use of Biochemical Indicators in the Raw Fruit for Improved Texture of Pasteurized Apricots. Food and Bioprocess Technology, 10(4), 662-673.
Publications liées au sujet :
Holtz, Y. et al. Genotyping by Sequencing Using Specific Allelic Capture to Build a High-Density Genetic Map of Durum Wheat. PLoS One 11, e0154609 (2016).
Barchi, L. et al. Single Primer Enrichment Technology (SPET) for High-Throughput Genotyping in Tomato and Eggplant Germplasm. Front Plant Sci 10, 1005 (2019).Köster, J. & Rahmann, S. Snakemake--a scalable bioinformatics workflow engine. Bioinformatics 28, 2520–2522 (2012).Singularity container: https://sylabs.io/singularity/

 
ACTIVITES DOMINANTES CONFIEES AU STAGIAIRE :

 
Sur la base de données de re-séquençage génomique générées au laboratoire l’étudiant/e devra 1) rechercher les régions polymorphes du génome du Prunus armeniaca (abricotier), 2) dessiner des sondes (60 000) d’ADN incluant les sites polymorphes (SNP), 3) optimiser leurs choix et leurs répartitions 4) définir le nombre optimal de sondes.
Ces procédures seront intégrées dans un pipeline en vérifiant les bonnes pratiques (FAIR) en utilisant un workflow manager (Snakemake) et un système de packaging (Singularity). De plus, l’étudiant/e devra s’assurer du « passage à l’échelle » des jeux de données.
Au-delà de ce projet, nous désirons mettre en place un outil polyvalent permettant de développer des approches de biologie translationnelle au sein de notre unité. Le pipeline d’analyse sera packagé et déployé sur différentes plateformes bioinformatiques (HPC). Le stagiaire aura accès au serveur Linux de calcul de l’unité GAFL et aux plateformes HPC de l’INRA.
L’étudiant/e sera co-encadré par un ingénieur en bio-informatique et un chercheur en génétique. De bonnes notions de biologie et génétiques sont demandées afin de bien appréhender le problème biologique posé. De bonnes connaissances en environnement linux, de programmation (Bash, Python et R) sont demandés. De plus, des notions d’outils de packaging (Singularity) et de management de workflow (Snakemake) seraient un plus. L’étudiant/e rejoindra une équipe de 25 personnes qui s’intéresse à la génétique et l’amélioration de la tomate et des prunus avec une approche multi-caractères.

Formations et compétences attendues

PROFIL REQUIS :

 
- Master 2 en bioinformatique
- Compétences opérationnelles : travail d’équipe, réactivité, autonomie, rigueur
- Langues : français, anglais (lu)
- Permis de conduire : utile mais non impératif

 

AVANTAGES PROPOSES (le cas échéant) :

 
- logement : sur Avignon, possibilité de chambre INRA (max 2 mois) ou CROUS à proximité, à tarif avantageux.
- restauration : accès à la cantine INRA au tarif subventionné
- déplacements : les déplacements entre Avignon et Montpellier pour le projet seront pris en charge.

Contact

Nom
Jacques LAGNEL
Email
jacques.lagnel@inra.fr