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Dernière mise à jour : Mai 2021

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MAESTRO - Memorisation et Acquisition de marques Epigenetiques suite à un STRess abiOtique

MAESTRO
Les plantes sont constamment exposées aux perturbations environnementales telles que les infestations d’insectes/parasites, les températures extrêmes, la modification d’intensité de lumière, et la variabilité d’apport en eau. Avec les modifications climatiques actuelles observées en raison du réchauffement climatique, notre modèle agricole est confronté à de grands défis pour maintenir la production et la qualité des aliments. Un des challenges auquel les agriculteurs doivent faire face dans de nombreuses régions du monde est la diminution de la disponibilité en eau. Ainsi, les horticulteurs et chercheurs doivent désormais développer des variétés adaptées à ces nouvelles contraintes.

Les plantes subissent de nombreux changement pendant une exposition à un stress, et ces adaptations sont nécessaires à leur survie. Mise à part les changements morphologiques apparent, les chercheurs ont aussi identifiés de multiples modifications dans niveau de transcription des gènes. Au cours des dernières années, des études ont également révélé l'importance des changements dans la conformation de la chromatine, dans l’expression des ARN non-codants, ainsi que dans les niveaux de méthylation de l'ADN. Certains de ces changements se produisent en réponse à l’exposition au stress et  peuvent être conservés par la plante, permettant une réponse plus rapide et plus adaptée de celle-ci face à la ré-occurrence d’un stress similaire. Les pommiers (Malus domestica) sont des plantes pérennes sont reproduites par greffage. Le clonage chez les plantes est répandu dans la nature et comprends des espèces poussant dans des environnements hétérogènes. Pourtant, la théorie prédit que les plantes reproduites par clonage peuvent évoluer à un rythme plus lent que les plantes annuelles, dont la reproduction est principalement basée sur l'accouplement sexué, bénéficiant ainsi d'une plus grande variation génétique conduisant à des avancées évolutives. Le succès de la clonalité dans des environnements dynamiques indique que les plantes à reproduction clonale peuvent avoir développé des mécanismes permettant une certaine plasticité et offrant des réponses rapides à des changements environnementaux.

La plasticité épigénétique pourrait être un mécanisme permettant le succès des plantes clonales et pérennes. Dans ce projet, en utilisant la pomme comme plante modèle pérenne à propagation clonale, nous proposons :

 (i) d’étudier la capacité de la plante à modifier sa réponse morphologique, transcriptomique et épigénomique au stress hydrique,

 (ii) d’étudier la mémorisation du stress sous forme de modification épigénomique,

 (iii) d’étudier la transmission des modifications épigénomiques acquises à une nouvelle plante via la reproduction clonale (greffage),

 (iv) d’étudier l'interaction porte-greffe-scion en évaluant la capacité potentielle d'un porte-greffe amorcé par un stress hydrique à influencer le développement du scion greffé lorsque la plante entière est confrontée à un stress hydrique.

 Ce projet nous permettra de mieux comprendre la plasticité des plantes pérennes via le processus de mémoire épigénétique, et pourrait potentiellement nous conduire à développer des méthodes permettant la production de plantes pré-adaptées à leurs futures conditions environnementales de production.