Analyse de données transcriptomiques (RNA-Seq) d'une interaction plante-plante d'ordre parasitaire (Colza-Phelipanche ramosa)

Equipe Diversité, Evolution et génomique des interactions Biotiques (« DEBI ») de l’UMR 1349 IGEPP (INRAe Le Rheu.

L’équipe DEBI étudie les mécanismes impliqués dans les interactions biotiques et de leur diversification au sein des génomes hautement dupliqués de Brassica, et essaie de comprendre les mécanismes permettant de déréguler le contrôle strict de la recombinaison afin de faciliter l’introgression de caractères d’intérêts provenant d’espèces apparentées chez le colza. L'équipe se situe au sein de l'UMR IGEPP, ou Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes, qui rassemble des experts aux compétences théoriques et appliquées complémentaires, appartenant à INRAE, L'institut Agro Rennes Angers et l'Université de Rennes.

La France est le premier pays producteur européen de colza. Le problème agronomique majeur posé pour les cultures de colza en France par l’adventice parasite Phelipanche ramosa, L. Pomel (Orobanche rameuse) est souligné depuis les années 1990. Les pertes de rendement occasionnées par cette adventice parasite amènent certains producteurs à réduire leur surface de production par manque de terres saines disponibles, voire à abandonner la culture (https://www.terresinovia.fr/-/en-savoir-plus-sur-l-orobanche-rameuse). La gestion de ce bioagresseur s’avère effectivement difficile face à l’absence, à ce jour, de résistance génétique dans les variétés de colza proposées (Gauthier et al., 2012).

L’interaction colza-orobanche est une interaction plante-plante particulière, puisque d’ordre parasitaire. Les travaux des équipes DEBI et Rhizoplante sur ce pathosystème ont abouti à des avancées significatives, avec la mise en lumière de la préférence d’hôte vis-à-vis du colza pour le type génétique I de P. ramosa endémique de l’Ouest de la France (Stojanova et al. 2019), la mise en place d’un test robuste en conditions contrôlées de confrontation Brassica – P. ramosa, et l’identification d’accessions apparentées du colza, B. rapa et B. oleracea, fortement résistantes à l’orobanche. Nous savons également que le développement pré-parasitaire de l’orobanche (avant fixation aux racines de colza) est conditionné par la présence dans la rhizosphère du colza (exsudats racinaires) de molécules allélopathiques élicitrices, telles que des isothiocyanates (produits de dégradation des glucosinolates) en tant que stimulants de germination des graines d’orobanche, et des cytokinines en tant que facteurs d’induction de la formation du suçoir (ou haustorium), l’organe d’attachement de l’orobanche aux racines du colza et de spoliation trophique (Auger et al. 2012 ; Goyet et al. 2017 ; Brun et al., 2020).

Cette offre de stage s’inscrit dans le cadre du projet COBRA (2022-2026 ; partenaires : Equipes Rhizoplante et DEBI ; financement : Seleopro). Ce projet vise à déterminer la phénologie et les déterminismes génétique et moléculaire de la résistance d’accessions de B. rapa et B. oleracea vis-à-vis de l’orobanche rameuse. Dans ce contexte, l’objectif du stage est de réaliser une étude comparative des transcriptomes racinaires d’accessions sensibles et résistantes de B. napus, B. rapa et B. oleracea, en absence (modalité « non infesté ») et en présence de l’orobanche (modalité « infesté »), et ce à deux stades de l’interaction : avant fixation des orobanches (graines germées à proximité des racines de la plante hôte) et à l’induction de la nécrose des orobanches (après fixation sur les racines de la plante hôte). L’enjeu premier est de mettre en lumière des réponses transcriptomiques spécifiques des racines des accessions résistantes vis-à-vis des accessions sensibles, et ainsi des gènes (allèles) potentiellement impliqués dans ces résistances. En complément, des analyses du transcriptome de l’orobanche (après fixation aux racines des plantes hôtes sensibles et résistantes) pourront être initiées afin de tenter d’identifier des réponses transcriptomiques en lien avec l’induction de la nécrose des tubercules de l’orobanche une fois fixée aux racines de plantes hôtes résistantes.

Etudiant.e en Master en Sciences du Végétal (année 2) ou en Bioinformatique, ou Ecole Ingénieur (5ième année)