Les Monocotylédones, à l’image de la famille des Poacées, présentent une gamme d’adaptation extraordinaire et une variation de formats des génomes tout aussi remarquable, sur une base phylogénétique relativement étroite. Ceci signifie des formes très variées malgré de fortes homologies entre gènes orthologues et une conservation de grands éléments d’organisation du génome, se traduisant par des conservations de synténie et des régions colinéaires. L’équipe, riche d’expériences et de ressources sur riz, sorgho, canne à sucre, blé et, au-delà, sur bananier, voire ananas ou igname (et cocotier ou palmier à huile au sein de l’équipe 4), est en position favorable pour repérer des polymorphismes d’intérêt agronomique en abordant différents aspects de l’évolution des génomes :

- organisation générale du génome ; niveau de ploïdie, réarrangements, appariements

- nature, spécificité et distribution des séquences répétées

- distribution du polymorphisme le long du génome

- homologies de fonction entre espèces apparentées.

La richesse potentielle des comparaisons vient du fait qu’elles couvrent des niveaux de distance variés : entre variétés et entre sous-espèces (riz), entre génomes constitutifs d’une espèce polyploïde (blé, canne à sucre, bananier), entre genres proches (canne à sucre- sorgho) ou plus distants (riz-autres espèces), ainsi qu’inter-famille puisque des espèces comme le bananier, le cocotier ou le palmier à huile permettront d’ancrer les résultats obtenus pour les Poacées dans l’ensemble des Monocotylédones. Arabidopsis thaliana fournira une référence représentant les Dicotylédones.

Diversité des grains de riz, J.C. Glaszmann

L'activité de recherche en génomique comparative s'appuie sur la cytogénétique moléculaire, sur le développement important des banques BAC (riz, blé, sorgho, canne à sucre, bananier) et sur des travaux de séquençage " allélique " comparatif entre sous-espèces (riz) ou entre génomes constitutifs d'espèces polyploïdes (blé, canne à sucre, bananier). Différentes zones du génome sont en cours de séquençage à titre d’exercice exploratoire (régions comprenant un gène d’ADH ou des sondes EGRAM). D’autres le sont ou le seront bientôt dans des zones comprenant des gènes de résistance aux maladies (riz, canne à sucre), avec l'intérêt supplémentaire de pouvoir aborder la question des clusters de gènes, ainsi que des gènes intervenant dans la qualité du grain (blé). Ces comparaisons permettront en particulier d’affiner le cadre d’utilisation des résultats acquis sur les espèces modèles pour faire du clonage positionnel sur d’autres espèces. Le clonage positionnel du gène de résistance à la rouille chez la canne à sucre continuera à intégrer les possibilités d’application des homologies entre génomes.

La distribution de la diversité génétique le long du génome chez chaque espèce permettra d’appliquer les études d’association au niveau de résolution pertinent en fonction du déséquilibre de liaison qui caractérise chaque espèce. La comparaison des trois céréales autogames --riz, espèce composite ; sorgho, espèce homogène ; blé, espèce polyploïde-- avec le maïs, allogame et première espèce d’application de cette approche dans différents laboratoires (dont Le Moulon), sera particulièrement utile. La diversité des cas (intensité du déséquilibre de liaison) permettra d’optimiser une approche collective valorisant les différentes situations en misant sur l’homologie de fonction entre gènes orthologues. Ceci sera couplé avec le suivi de SNP au niveau de gènes candidats, tel que projeté dans le cadre d’un projet Gabi-Génoplante (qualité du grain) ou d’un " Challenge Programme " avec le GCRAI (tolérance à la sécheresse). Le projet dit " A2BC " (cf équipe 2) alimentera en gènes candidats pour l’architecture et la vigueur au départ. Le cas de la canne à sucre sera traité avec, on l’espère, l’appui du Consortium international sur les biotechnologies de la canne à sucre.

D’autres espèces de Poacées, porteuses d’une diversité génétique particulière (par exemple pour l’adaptation à la salinité), pourront être utilisées comme source complémentaire d’information sur la diversité des adaptations reposant sur un même répertoire de gènes.

Toutes ces études contribueront à élaborer les lignes directrices de l'exploitation des séquences complètes du génome du riz dès 2003 (sources d’informations de séquence, de position, de gènes candidats, de SNP, etc) et les collections d’EST pour des applications sur le riz et pour l'ensemble des autres espèces.