Thèse Déchiffrer la Base Épigénétique du Blocage Triploïde Grâce à la Variation Naturelle H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation École doctorale : Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème Laboratoire de recherche : IJPB - Institut Jean-Pierre Bourgin-Sciences du Végétal Direction de la thèse : Filipe BORGES ORCID 0000000273882118 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59 Chez les plantes à fleurs, les croisements entre différentes espèces et entre parents de ploïdies
divergentes donnent le plus souvent naissance à des graines hybrides défaillantes en raison d'un
déséquilibre dans l'expression des gènes à empreinte parentale. Ce phénomène, connu sous le nom de 'blocage triploïde', est considéré comme un déterminant majeur de l'isolement reproductif et de la spéciation, en particulier chez les plantes où les événements de polyploïdisation sont récurrents. Des études précédentes chez Arabidopsis thaliana ont montré que la méthylation de l'ADN et les petits ARNs dans les gamètes paternels jouent un rôle essentiel dans le blocage triploïde en ciblant les éléments transposables (ET) qui flanquent les gènes à empreinte parentale, mais les mécanismes génétiques et épigénétiques impliqués restent mal compris. Notamment, la famille relativement ancestrale des microARNs 845 et les mécanismes de méthylation de l'ADN dirigée par l'ARN (RNA-directed DNA methylation ou RdDM) semblent affectés ou absents dans des lignées d'A. thaliana qui présentent également une perte de blocage triploïde. Dans ce projet, nous tirerons donc parti de cette variation naturelle chez A. thaliana pour i) étudier l'impact de la déplétion des miR845 et RdDM dans le contrôle épigénétique de l'activité des ET pendant la polyploïdisation et les hybrides inter-ploïdies, et tenter de ii) cartographier la base épigénétique de la viabilité des semences triploïdes. En apportant une compréhension mécanistique du rôle des petits ARN paternels et de la méthylation de l'ADN dans le contrôle de l'activité TE et de l'empreinte génomique dans les semences hybrides, nous visons ainsi à mieux comprendre l'établissement ou la rupture de l'isolement reproductif, une étape clé de la spéciation. In flowering plants, crosses between different species or parents with differing ploidy often
fail to develop viable seeds because of unbalanced expression of imprinted genes in the endosperm.
This phenomenon is known as the 'triploid block' response, and has been regarded as a major path
towards reproductive isolation and speciation, especially in plants where polyploidization events are
recurrent throughout evolution. Previous studies in Arabidopsis thaliana have shown that paternal
DNA methylation and small RNAs trigger triploid seed lethality by targeting transposable elements
(TEs) flanking imprinted genes. Notably, this includes the conserved microRNA 845 family and the
RNA-directed DNA methylation (RdDM) pathway that were found depleted in strains that lost the
triploid block response. In this project we will leverage natural variation in A. thaliana to i) investigate the impact of miR845 and RdDM depletion in the epigenetic control of TE activity during polyploidization and interploidy hybridizations, and attempt to ii) map the epigenetic basis of triploid seed viability. The student will participate actively in all experiments, including plant transformation,
polyploidization and interploidy hybridizations, Fluorescence-Activated Cell Sorting, DNA methylation
analysis by bisulfite and Nanopore sequencing, transcriptome and small RNA profiling by RNA
sequencing, and CRISPR-based technologies for (epi)genome editing.