Gen2Bio 2026 proposera cinq conférences plénières avec comme fil rouge « l’Agro : Innovations au service d’une agriculture durable ». Ces conférences présenteront des perspectives novatrices et des avancées clés dans ce domaine, offrant un aperçu approfondi des défis et opportunités actuels du secteur.

Les végétaux sont capables de produire une immense diversité de substances actives, appelées métabolites spécialisés, dont la distribution taxonomique est souvent restreinte et qui jouent un rôle majeur dans les interactions entre les plantes et leur environnement. Les outils contemporains de la génomique et de la métabolomique permettent aujourd’hui à de nombreuses équipes d’explorer non seulement la diversité et l’origine évolutive des enzymes impliquées dans la biosynthèse de ces métabolites, mais aussi de comprendre comment les variations alléliques de certains gènes modulent les profils phytochimiques qui sous-tendent les interactions plantes-microbes, plantes-insectes ou plantes-plantes. À terme, ce type de connaissances pourrait orienter des stratégies de création variétale intégrant les fonctionnalités écologiques portées par ces traits métaboliques. Dans cet exposé, je présenterai les travaux que nous menons au sein de notre équipe à l’IGEPP sur la caractérisation des déterminants génétiques à l’origine de la variation des profils de métabolites spécialisés chez plusieurs espèces cultivées ou sauvages apparentées au genre Brassica (chou, colza, moutarde…), et sur la recherche de facteurs génétiques et métabolomiques impliqués dans la résistance à différents bioagresseurs (microorganismes phytopathogènes, plante parasite et insecte phytophage).

Les plantes sont des matériaux hétérogènes composés d’organes (tige, grains, feuilles…), eux-mêmes constitués de divers tissus comprenant différents types de cellules. Leur composition, leurs proportions relatives et agencement sont sous contrôle biologique et déterminent les utilisations finales par l’homme. Dans les processus de transformation de ces matières premières agricoles, une étape de broyage est souvent une condition préalable à tout traitement des plantes. Elle conduit à la dissociation de ces structures et l’obtention de poudres dont les propriétés d’usage sont expliquées à la fois par la matière 1^ère et les procédés utilisés. L’aptitude à la transformation, que ce soit en alimentation animale (ex ingestibilité des fourrages) ou dans des chaines de valeurs en alimentation humaine (ex meunerie, bioraffinerie de la biomasse…), est une qualité de la matière à prendre en compte et impose à la fois de caractériser les organes mais aussi les particules qui en dérivent. Imager la biomasse et les particules permet de mieux comprendre les processus de dissociation, et ce grâce à différentes techniques complémentaires, de l’échelle macroscopique à microscopiques. Un focus plus particulier sera donné sur l’imagerie multispectrale en autofluorescence qui couple observation structurale et informations chimiques.

Résumé à venir prochainement

La réponse des plantes aux stress biotiques implique une grande diversité de molécules telles que des protéines de régulation et des hormones. Parmi ces acteurs, les petits peptides font partie de l’arsenal de défense déployé par les plantes au contact d’agents pathogènes. Capables d’interagir directement avec les micro-organismes ou de participer à la signalisation intercellulaire via leur reconnaissance par des récepteurs membranaires, ces peptides sont produits à partir de précurseurs protéiques via un processus de maturation post-traductionnelle qui complexifie leur caractérisation uniquement sur la base de la séquence génomique. Seule une fraction des gènes capables de coder des peptides sécrétés a été décrite et leurs diversités structurale et fonctionnelle ont été grandement sous-estimées. Nous illustrerons comment des approches combinant bioinformatique, transcriptomique et peptidomique peuvent permettre d’identifier de nouveaux peptides potentiellement utilisables pour moduler la réponse des plantes à des stress biotiques, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour une gestion plus durable des cultures.

La connaissance des variations de la séquence d’ADN qui constitue le génome d’un individu est une information centrale dans les recherches en génétique. Le séquençage de nouvelle génération a transformé les domaines de la génétique quantitative et de la génétique évolutive en permettant la découverte et le génotypage de millions de variants à travers le génome des espèces animales et végétales. Cela rend possible les études d’association pangénomiques (GWAS) de caractères complexes, ainsi que les études de diversité génétique et structure des populations. Cependant, le reséquençage ou le génotypage d’un grand nombre d’individus sur de nombreux sites nucléotidiques polymorphes (SNPs) demeure un défi économique majeur pour permettre une identification précise des gènes et variants impliqués dans le déterminisme des caractères étudiés. L’imputation de génotypes désigne le processus de prédiction des génotypes qui ne sont pas directement analysés dans un échantillon d’individus. C’est devenu une pratique courante en recherche pour accroître la couverture du génome et ainsi améliorer la précision de la sélection génomique et la résolution des GWAS. L’imputation permet de génotyper un grand nombre d’échantillons à faible densité et à moindre coût, puis d’imputer les génotypes à plus forte densité de marqueurs ou même au niveau de la séquence. Deux méthodes sont utilisées pour le génotypage des SNPs à grande échelle et à l’échelle du génome. Les méthodes basées sur des puces à ADN utilisent des séquences de sondes flanquantes pour interroger des SNPs pré-identifiés. Les méthodes alternatives de génotypage par séquençage identifient les SNPs directement à partir du génome.

En aquaculture, l’accès à partir des années 2010 à un petit nombre de séquences génomiques complètes et le développement d’outils de génotypage à faible (quelques centaines à milliers de marqueurs), moyenne (quelques dizaines de milliers de marqueurs génétiques) ou forte densité (plusieurs centaines de milliers de marqueurs) ont permis de mettre en œuvre la sélection génomique et d’améliorer des caractères importants en élevage, comme la qualité des filets de poissons ou leur résistance aux maladies.

Dans cette présentation, j’évoquerai les recherches que nous menons au sein de l’unité GABI d’INRAE pour développer des outils de génotypage et identifier les zones du génome impliquées dans les variations de caractères d’intérêt en truiticulture. J’illustrerai plus particulièrement comment nous avons construit une puce à ADN à haute-densité et comment nous l’utilisons pour détecter à moindre coût les gènes associés à la résistance à des stress biotiques (bactéries, virus) et abiotiques (hypoxie, température) majeurs des salmonidés. Je montrerai aussi l’usage fait du reséquençage de génomes complets pour identifier des déterminants génétiques mineurs du sexe chez la truite arc-en-ciel.