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ASTR

TOLERANCE AUX STRESS ABIOTIQUES DU TOURNESOL

L’équipe ASTR a été créée à la fin de l’année 2006 avec l’objectif d’apporter des connaissances, des outils et des ressources génétiques et génomiques pour accroître la compétitivité du tournesol, plante déjà dotée d’un bon profil environnemental et utilisée en Europe dans la production d’huile alimentaire et de matières premières pour la chimie verte. 

 

Nos programmes de recherche visent à élucider, au travers d’approches génétiques et génomiques, les processus mobilisables au sein de l'espèce Helianthus annuus et des espèces apparentées sauvages pour adapter la culture aux contraintes biotiques et abiotiques de leur environnement. Plus précisément, nous cherchons à :

  • déterminer les invariants et variants génétiques dans les réseaux de gènes impliqués dans la réponse du tournesol au stress hydrique

  • identifier les facteurs génétiques clefs intervenant dans les interactions du tournesol avec la plante parasite Orobanche cumana(l'orobanche du tournesol).

 Visitez le site du projet "Investissements d'Avenir" SUNRISE

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THÈMES DE RECHERCHE

Tolérance au stress abiotique (Coordinateur: Nicolas Langlade)​​

Identification de polymorphismes moléculaires et fonctionnels, chez des tournesols cultivés et sauvages, dans des gènes candidats impliqués dans la tolérance au stress abiotique et dans le  développement.  La sélection des gènes a été réalisée principalement chez l’espèce modèle Arabidopsis thaliana.

Analyse génétique (1) de la teneur en huile sous contrainte hydrique, et (2) des réponses physiologiques et développementales à des stress hydriques modérés et sévères au champ et en conditions contrôlées en utilisant des approches de génétique d’association et de cartographie de QTL. Ce travail a pour but d’intégrer la modélisation génétique dans le modèle agronomique Sunflo (Casadebaig et al. 2011)

Une approche de biologie des systèmes des voies de régulation transcriptomique des signaux hormonaux et des stress abiotiques.  En utlisant soit des variations d’hormones et de durée, soit la variabilité génétique de la réponse aux hormones, nous reconstruisons les réseaux de régulation génique en rapport aux facteurs limitant de la culture du tournesol comme la régulation de la transpiration (médiée par l’ABA), la sénescence foliaire ou le temps de floraison. Ces modèles sont ensuite confrontés aux observations des réponses aux stress abiotiques et à la variabilité naturelle et dans le pool cultivé pour identifier comment l’environnement interagit avec les réseaux géniques aux échelles courtes (réponses d’un organisme) et longue (évolution et domestication).

Résistance à Orobanche cumana, l'orobanche du tournesol

(Coordinateur: Stéphane Muños)

Cartographie et clonage de résistances totales et quantitatives aux races les plus virulentes d'orobanche.

Caractérisation physiologique de l'interaction entre le tournesol et O. cumana

Mesure de l'expression des gènes pendant les premiers stades de l'interaction

Nouvelles stratégies statistiques pour la Génétique d'association et la sélection Génomique (coordinatrice: Brigitte Mangin)

Nouveaux modèles pour la Génétique d'association et construction de régions de confiance des QTLs détectés.

Amélioration de la précision des prédictions de la valeur de caractères complexes chez des espèces végétales d'intérêt agronomique.

Développement et entretien de ressources

Publiques
 

Ressources disponibles sous contrat ou dans le cadre de collaboration :
 

  • population de TILLING

  • Ressources Bioinformatiques (avec un soutien fort de l’équipe Bioinformatique du LIPM) :
     

    • Reséquencage du génome de lignées INRA de tournesol (incluant la lignée référence INRA XRQ)

    • Atlas de gènes (transcriptome mRNA et sRNA) de la lignée référence INRA XRQ

    • Base de données de polymorphismes SNP ou indel développés à partir de gènes candidats et identifiés sur des tournesols cultivés et sauvages

    • Transcriptome de P.halstedii (quatre races)

Collaborations

Sunflower genome sequencing project: University of British Columbia (Canada, L.Rieseberg) : (Kane et al., 2010, 2011)

AGIR : http://wwwagir.toulouse.inra.fr/agir/ groupe “Vasco” team:Ph.Debaeke

BIA : http://carlit.toulouse.inra.fr/wikiz/index.php/Accueil  groupe SaAB (Statistiques et Algorithmique pour la Biologie) B.Mangin et M.Vignes

URGV : S.Balzergues : http://www-urgv.versailles.inra.fr/

CNRGV: H.Berges , http://cnrgv.toulouse.inra.fr/en

Terres inovia: http://www.terresinovia.fr/ E.Mestries.

INRA : F.Delmotte (Bordeaux), P.Mestre (Colmar)

Ressources financières

SUNRISE : Projet retenu dans le cadre d'"Investissements d'Avenir" (vague 2011), rassemblant 10 équipes de recherche publique, le CETIOM et 6 partenaires industriels impliqués dans l'amélioration génétique du tournesol. Coordination du projet par l'équipe du LIPM. Financement global: 7 M€, dont 2.6M€ pour le LIPM. Durée: 7.4 ans (2012-2019)

OLEOSOL (labellisé par AGRIMIP Innovation http://www.agrimipinnovation.com/en/) financé par la  Région Midi-Pyrénées, le FEDER et le FUI. Partenariat avec BIOGEMMA, SYNGENTA Seeds, SOLTIS, R2N : « Tools and resources towards sunflower genetic improvement for oil yield production. »1296 K€

AIP INRA Bioressources 2009 et 2010, INRA  Département GAP, 2010: Contribution to sunflower genome sequencing. 248K€

[2009-2011] : PROMOSOL : Genetic analysis of tolerance to Phoma macdonaldii, 30K€

[2013-2014] : Interaction Tournesol * Orobanche,

[2013-2015] : HELIADIV : analyse du polymorphisme de séquence pour au moins 200 gènes candidats impliqués dans la réponse aux stress abiotiques et biotiques, dans une large collections de lignées (1000 accessions) et au sein de divers pools génétiques, l'ensemble de ces ressources génétiques faisant partie de la collection de ressources génétiques gérée par l'équipe.

CETIOM : Phenotypic assessment of quantitative resistance to Downy Mildew Plasmopara halstedii.17K€

THÈMES DE RECHERCHE ASSOCIES

Thème de recherche associé - Le mildiou du tournesol : des effecteurs de l’agent pathogène à la résistance végétale

Ce projet vise à identifier les effecteurs de pathogénicité de l’oomycète biotrophe obligatoire Plasmopara halstedii et de les utiliser dans la recherche de résistances durables au mildiou chez le tournesol cultivé, Helianthus annuus.

Nos objectifs sont : (i) de définir les répertoires d’effecteurs sécrétés et transloqués in planta (RXLR et CRN) des pathotypes de P.halstedii, d’exploiter (ii) la variabilité des effecteurs entre pathotypes pour caractériser des gènes d’avirulence, (iii) ou la conservation des effecteurs entre pathotypes en vue d’identifier à terme des sources de résistance au mildiou du tournesol plus durables, enjeu agronomique majeur.

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Anciens membres

Dr Yann Pecrix, post-doctorant ANR EFFECTOORES (2015-2015)

Luis Buendia, Etudiant Master 2 (2014-2015)

Dr Quentin Gascuel, Master 2 (2010-2011) et doctorant (2011-2014)

Financements

Projet PROMOSOL MilVarSunRes (2015-2018) « Maintien de la Variabilité des isolats de Plasmopara halstedii, identification de marqueurs moléculaires de pathotypes et chez le Tournesol, Sunflower, cartographie de nouvelles Résistances au mildiou » L’association PROMOSOL (Association pour la promotion de la sélection des plantes oléagineuses) regroupe des représentants de la filière des oléagineux, Terres Innovia (ex-CETIOM), des entreprises semencières et établit des contrats de recherche avec l’INRA. Le projet dont L. Godiard est la coordinatrice s’articule autour de 3 axes complémentaires visant : (i) au maintien de la variabilité des isolats de mildiou du tournesol, (ii) à la caractérisation d’un set complet de gènes effecteurs comme marqueurs de pathotypes, et (iii) à la cartographie chez le tournesol de nouvelles sources de résistance au mildiou à large spectre identifiées par Felicity Vear (INRA Clermont-Ferrand).

Projet ANR EFFECTOORES (2014-2017) « Exploitation des connaissances sur les effecteurs des oomycètes pour la recherche de résistances durables aux maladies des plantes cultivées » Ce projet propose d’utiliser les gènes les plus conservés du répertoire d’effecteurs de 3 oomycètes, Phytophthora infestans, P.viticola et P.halstedii causant le mildiou chez des plantes cultivées (respectivement tomate, vigne et tournesol) pour accélérer l’identification, la caractérisation fonctionnelle et l’identification de gènes de résistance à large spectre, potentiellement plus durables. Il regroupe 5 équipes INRA et une équipe écossaise ;  L. Godiard est responsable scientifique pour le LIPM.

Projet TULIP – FR inter unités (2016- 2017) : Le remaniement du génome du mildiou du tournesol (Plasmopara halstedii) entraîne-t-il sa récente diversification de virulence?  Projet coordonné par L. Godiard (LIPM ) et G. Besnard (EDB).  L'objectif de ce projet est d’évaluer l’importance des remaniements génomiques dans la diversification de l'oomycète causant le mildiou du tournesol, Plasmopara halstedii, à partir de séquençages PacBio.

 

CRB TOURNESOL

Centre de Ressources Biologiques du Tournesol

 

UN CRB C’EST QUOI ?


Un réservoir génétique pour la recherche et la sélection variétale ;


Une collection de matériel génétique composée de ressources patrimoniales et scientifiques.
L’INRA gère ou co-gère 15 centres de ressources biologiques végétales (CRB).

ÇA SERT À QUOI ?


À maintenir la biodiversité ;


À améliorer les variétés pour la résistance aux maladies et l’adaptation au changement climatique.
Ces ressources constituent les « réservoirs » de demain. Elles sont vivantes et diverses, ce qui nécessite la mise en place de pratiques et de règles strictes de suivi pour leur maintien et leur distribution.

LA COLLECTION TOURNESOL EN CHIFFRES


Les accessions du CRB Tournesol sont collectées ou créées par l’Inra depuis 1960.

RESSOURCES GÉNÉTIQUES PATRIMONIALES POUR L’AGRICULTURE ET LA RECHERCHE :


2 313 lignées cultivées
403 populations anciennes de type cultivées
537 écotypes sauvages apparentés, du genre Helianthus

RESSOURCES GÉNÉTIQUES SCIENTIFIQUES POUR LA RECHERCHE :


2 800 lignées

RÉSEAU NATIONAL ET INTERNATIONAL


Une collection nationale sera à terme versée au Traité International sur les Ressources Phytogénétiques pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO).


Une collection de réseau est constituée de 1 900 accessions jugées prioritaires, dans le cadre d’un partenariat public-privé (réseau HELIANTHUS).


Le CRB Tournesol assure la diffusion des ressources génétiques, sous réserve des disponibilités en graines et des aspects réglementaires.

MAINTIEN ET CONSERVATION DES RESSOURCES GÉNÉTIQUES


Les collections sont conservées sous forme de graines en chambre froide, à température (+ 4°C) et humidité relative (30%) constantes.


Une réplique de sécurité de la collection patrimoniale est maintenue à -20°C.


Chaque échantillon est identifié par un code-barre unique, associé aux données passeport et de caractérisation.

 

 

 

 

 

Marie-Claude Boniface : Curateur

Camille Tapy : Coordinateur

MEMBRES

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Langlade Nicolas

Directeur de recherche - Responsable de l'équipe ASTR

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Leconte Jean

Etudiant en thèse

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Moroldo Marco

Ingénieur de recherche

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Tapy Camille

Technicienne de recherche

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Blanchet Nicolas

Technicien de recherche

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Catrice Olivier

Assistant Ingénieur

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Pouilly Nicolas

Assistant Ingénieur