Relation entre distances physiques et génétiques Identification des gènes: Relation entre distances physiques et génétiques Mais 14-1,750 kb/cM moyenne = 1,500 kb/cM Tomate 43-3,300 kb/cM moyenne= 550 kb/cM Arabidopsis 40-550 kb/cM moyenne= 200 kb/cM Chez Arabidopsis on peut espérer couvrir la distance entre deux marqueurs génétiques a l’aide d’un seul fragment cloné (100-500kb)-> clonage plus facile

Taille des génomes nucléaires Homme Colza Souris Blé Arabidopsis Levure Mais Bacterie Drosophile Riz

Taille des génomes haploïdes (nucléaires) (en Millions de bases, Mégabases, Mb)) E. coli 4.5 S. cerevisiae (levure) 14.4 C. elegans 100 D. melanogaster 165 H. sapiens 3,000 Arabidopsis thaliana 130 L. esculentum (tomate) 1,000 N. tabacum (4x) 4,500 N. plumbaginifolia 2,300 B.napus (colza) 1,200 O. sativa (riz) 420 Z. mais 2,500 T. aestivum (blé) 16,000 Tulipa 30,000 Génomes de plantes séquencés: Arabidopsis, Riz, Vigne, (tomate, peuplier, blé partiels ou en cours…

Taille des génomes: Polyploïdie chez les plantes cultivées blé: triticum aestivum (2n =6x=42))

Invasion des génomes par les rétroéléments Transposons Couper-coller Rétrotransposons Copier-coller

Tailles des génomes: rétrotransposons Retrotransposons dans la région du gène de l’alcool déshydrogénase de maïs Pour les eucaryotes, la partie que l’on peut interpréter du génome ets de 1-5% A quoi servent les 99-95% restant???

Fluidité du génome Les modifications des génomes par les retrotransposons peuvent être rapides ex: comparaison des séquences deux lignées de maïs Ex sur une région a)Certains génes ne sont pas conservés au même endroit! Mécanisme inconnu d’insertion.. b)On pense que maïs a été domestiqué il y a environ 7000 ans -> divergence rapide

Arabidopsis thaliana: model plant Small Small genome (130 Mb) Short generation (2 monthes) Lot of seeds->genetic screens Easy to genetically transform ->mutagenesis

La transgenése et la génomique fonctionnelle chez Arabidopsis et d’autres plantes (riz) sotn basées sur le transfert d’ADN par Agrobacterium Agrobacterium Transfer Opines Catabolism Synthesis Auxin Cytokinin Plant Cell Ti T-DNA T-DNA Transfer Vir

Génération d’une collection d’insertion d’ADN-T chez Arabidopsis

T-DNA as an insertional mutagen Pros : - random (?) insertion - 1-2 insertion loci, with 1-2 T-DNA copies - stable inserts, no chimeras Cons : - difficult to achieve saturation (but efficient transformation available) - no somatic reversion, no remobilization - rearrangements

Large-scale sequencing of insertion sites Isolate flanking DNA by PCR (iPCR, TAIL-PCR) on individual lines/pools Single-pass sequencing Incorporation into integrated database - Genome/EST sequence - Expression data - Knock-out line

Inverse PCR Génération d’une base de donnée de sites d’insertion Comparaison avec génome séquencé Intégration dans l’annotation du génome

T-DNA insertions genes

L’étude du génome d’Arabidopsis permet d’identifier des gènes utiles pour l’amélioration d’autres plantes ex: biomasse, résistance aux pathogènes Wild-type Over-expressor Data for G1073 is shown. G1073 is a member of the AT-Hook family of TFs.

Miscanthus plantation (example of a biomass crop) http://bioenergy.ornl.gov/gallery/index.html