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Colza.. © Inra, MAITRE Christophe

Coup de booster pour la recombinaison méiotique

Chez des hybrides produits par croisement entre le colza et l’une de ses espèces progénitrices, des chercheurs de l’Inra ont observé 3,4 fois plus d’échanges d’ADN entre chromosomes (Crossing-Over) pendant la méiose. Plus encore, pour la première fois, ils ont montré que ces échanges peuvent avoir lieu dans des régions chromosomiques qui en étaient jusqu’ici dépourvues chez l’ensemble des espèces végétales. Publiés en ligne dans PLoS Genetics, cette découverte ouvre de nouvelles perspectives aux généticiens et aux sélectionneurs pour optimiser le brassage de la diversité, notamment chez le colza.

Publié le 23/05/2017

La recombinaison méiotique est l’outil principal du généticien pour générer de la diversité et faire apparaître de nouvelles combinaisons génétiques. Elle se produit lors de la formation des gamètes  au cours de la méiose grâce à des échanges réciproques d’ADN entre chromosomes homologues qui sont appelés Crossing-Overs (COs). Pendant la méiose, il se produit un CO et parfois deux ou trois mais jamais plus : leur nombre est donc limité et leur localisation est hétérogène le long des chromosomes. Pourtant, les chercheurs de l’Inra sont parvenus à revisiter ces règles de la recombinaison génétique.

Un ménage à 3 qui optimise le brassage génétique

Les chercheurs de l’Inra ont étudié des hybrides particuliers dits « allotriploïdes » formés par croisement du colza (hybride naturel du chou et de la navette) avec une navette. Dans cet hybride où l’on a ajouté un génome « apparenté », les scientifiques ont observé en moyenne 3,4 fois plus de COs comparé aux hybrides diploïdes entre chromosomes homologues. Mais le plus inattendu est que l’utilisation de cartes génétiques leur a permis de révéler que ces COs surnuméraires pouvaient avoir lieu dans des zones où aucun échange génétique n’était jusqu’à présent possible. Les chercheurs ont en effet mis en évidence des COs au voisinage des centromères (région centrale du chromosome) qui sont des régions où l’ADN est très compacté et normalement inaccessible aux COs.

Il devient donc possible de brasser de l’information génétique là où en principe, il n’y a pas d’échange de matériel génétique. Il reste encore à comprendre pourquoi et comment ce phénomène se produit dans ces hybrides allotriploïdes. Ceci étant, ces résultats laissent d’ores et déjà entrevoir des possibilités pour optimiser le brassage génétique ainsi qu’augmenter la diversité en générant de nouvelles combinaisons génétiques dans les programmes de sélection, notamment pour le colza.

Dans cette cellule de l’hybride « allotriploïde » en méiose (AAC) -issu du croisement entre le colza AACC et la navette AA- on observe les 9 chromosomes du génome C non appariés en vert.. © Inra, IGEPP
Dans cette cellule de l’hybride « allotriploïde » en méiose (AAC) -issu du croisement entre le colza AACC et la navette AA- on observe les 9 chromosomes du génome C non appariés en vert. © Inra, IGEPP

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Anne-Marie Chèvre (02 23 48 51 31) Institut de génétique environnement et protection des plantes (Inra, Agrocampus Ouest, Université Rennes 1)
Contact(s) presse :
Inra service de presse (01 42 75 91 86)
Département(s) associé(s) :
Biologie et amélioration des plantes
Centre(s) associé(s) :
Bretagne-Normandie

Référence

Alexandre Pelé, Matthieu Falque, Gwenn Trotoux, Frédérique Eber, Sylvie Nègre, Marie Gilet, Virginie Huteau, Maryse Lodé, Thibaut Jousseaume, Sylvain Dechaumet, Jérôme Morice, Charles Poncet, Olivier Coriton, Olivier C. Martin, Mathieu Rousseau-Gueutin et Anne-Marie Chèvre. (2017). Amplifying recombination genome-wide and reshaping crossover landscapes in Brassicas. PLoS Genetics, 13(5): e1006794, https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006794.