Relation entre distances physiques et génétiques

1. 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

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

3. 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…

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

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

6. 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???

7. 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

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

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

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

11. 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

12. 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

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

14. T-DNA insertions genes

15. L’étude du génome d’Arabidopsis permet d’identifier des gènes utiles pour l’amélioration d’autres plantesex: biomasse, résistance aux pathogènes Wild-type Over-expressor

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