Soutenance de thèse Ismaël Blanchard

Ismaël Blanchard

Equipe PrADAm

La diversité génétique est un élément majeur du potentiel d’adaptation des organismes aux contraintes environnementales et agronomiques. Chez les espèces végétales, la domestication et la sélection au cours des derniers millénaires n’ont mobilisé qu’une partie limitée de cette diversité, dont une large fraction reste à caractériser et à exploiter. Cette diversité a longtemps été décrite principalement à partir de variations simples, comme les substitutions nucléotidiques, alors que les variants structuraux, les variations de présence/absence et les séquences absentes des références peuvent affecter fortement la structure et le fonctionnement des gènes. L’abricotier cultivé (Prunus armeniaca) et les espèces proches de la section Armeniaca constituent un modèle important pour étudier l’évolution des arbres fruitiers pérennes, la domestication et l’adaptation à des contraintes agronomiques majeures. Cette thèse vise à construire, caractériser et exploiter un pangénome d’Armeniaca afin de mieux représenter la diversité génomique de P. armeniaca, P. sibirica et P. mandschurica, puis d’évaluer le rôle des variants structuraux dans l’évolution des génomes et dans les liens génotype–phénotype. Le premier axe de ce travail a consisté à établir un pangénome à partir de génomes complets issus d’assemblages de fragments longs de séquence, intégrés dans un graphe guidé par la phylogénie. Cette ressource permet de dépasser les limites d’un génome de référence unique et de décrire le paysage génomique d’abricotiers cultivés européens et chinois, de formes sauvages d’Asie centrale et d’espèces apparentées. Le pangénome obtenu révèle une diversité importante, avec environ 25 millions de SNPs et plus de 537 000 variants structuraux. Les analyses montrent que les différents groupes phylogéographiques contribuent de manière contrastée à l’expansion du pangénome, notamment par l’apport de séquences spécifiques ou rares. Elles indiquent également que les éléments transposables constituent un moteur majeur de la variation structurale, en particulier des insertions et délétions. L’étude du locus DAM, impliqué dans la dormance et le débourrement, illustre enfin l’intérêt fonctionnel de cette représentation en graphe pour explorer des régions complexes et valider des configurations structurales difficiles à observer avec une seule référence linéaire. Le second axe a porté sur l’importance fonctionnelle et populationnelle des variants structuraux. Une fois détectés dans le pangénome, ces variants ont été génotypés dans des populations d’abricotiers afin de comparer leur distribution entre groupes génétiques distincts, notamment entre matériel domestiqué, sauvage et apparenté, et d’évaluer leur contribution potentielle à la variation phénotypique. Deux stratégies de génotypage, DELLY et PanGenie, ont d’abord été comparées sur un phénotype lié à la résistance à la sharka. PanGenie a été retenu pour la suite car il fournit une matrice plus dense et plus directement issue du pangénome. Les analyses d’association ont ensuite été étendues à des caractères d’intérêt pour l’amélioration variétale et la multiplication végétative: aptitude au bouturage, réussite de greffe et débourrement mesuré par la somme de la somme des degrés-heures de croissance nécessaires pour atteindre le stade de débourrement. Ainsi, cette thèse propose à la fois une ressource génomique originale pour la section Armeniaca et un cadre méthodologique allant de la construction d’un pangénome à l’exploitation fonctionnelle des variants structuraux. Elle montre que les graphes de pangénome permettent de mieux représenter la diversité génétique domestiquée et sauvage, de dépasser les limites d’une référence linéaire et d’ouvrir de nouvelles perspectives pour l’identification de loci associés à l’adaptation, à la domestication et à l’amélioration de l’abricotier.

Jury