Thèse Caractérisation du Réseau de Gènes Régulé par Ndap3-3 chez la Nigelle pour l'Étude des Mécanismes Moléculaires d'Attraction des Pollinisateurs H/F - Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation

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 : GQE - Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon
Direction de la thèse : Yves DEVEAUX ORCID 0000000232971317
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

De nombreuses cultures dépendent fortement des services de pollinisation pour la production de fruits et de graines. Chez les angiospermes, les organes stériles de la fleur (sépales, pétales) peuvent jouer un rôle important dans l'attraction de ces pollinisateurs grâce à l'émission de composés organovolatils (COV). Parmi les plantes présentant un fort pouvoir d'attraction des hyménoptères, la Nigelle de Damas (Nigella damascena) est développée, dans l'équipe, comme plante de service de pollinisation potentielle. Au niveau génétique, l'identité des organes floraux est définie par un modèle basé sur quatre classes fonctionnelles : A, B, C, et E. En particulier les facteurs de transcription de classe B sont importants pour l'identité et la morphogenèse des pétales ainsi que pour la production des COV. De manière intéressante, la Nigelle de Damas possède cinq protéines de classe B : trois paralogues de la protéine AP3 et deux paralogues de PI, augmentant ainsi les possibilités de régulation fine des sous-réseaux géniques. Toutefois, seuls les transcrits NdAP3-3 s'accumulent spécifiquement dans les pétales et l'inactivation de ce seul gène suffit à produire des fleurs sans pétales. Les objectifs de ce projet de thèse seront de : (i) déterminer les réseaux de gènes régulés par les protéines de classe B et en particulier celui de NdAP3-3, au cours du développement du pétale, grâce à des expériences de ChIP-seq et à l'analyse de données transcriptomiques, (ii) caractériser une à deux cible(s) directe(s) impliquée(s) dans la production de COVs par des expériences de validation fonctionnelle grâce à des mutants de nigelle.

La compréhension des mécanismes moléculaires contrôlant le développement des organes floraux, dont ceux impliqués dans l'attraction des insectes, est une préoccupation majeure dans le contexte du changement climatique. En effet, une diminution alarmante de la diversité et de la quantité d'insectes pollinisateurs est constatée au niveau mondial alors que 70% des plantes cultivées dépendent de l'entomophilie pour la production de fruits/graines. Chez les angiospermes, la fleur est constituée d'organes reproducteurs (étamines, carpelles) entourés par des structures stériles (sépales, pétales) qui peuvent jouer un rôle important dans l'attraction des pollinisateurs grâce à l'émission de composés organovolatils (COV).
L'étude de mutants chez les espèces modèles eudicot, A. thaliana et A. majus, a permis de caractériser le contrôle génétique de l'identité des organes floraux et de définir un modèle basé sur quatre classes fonctionnelles : A, B, C, et E (Coen et Meyerowitz, 1991). La classe B est composée de deux facteurs de transcription, APETALA3/DEFICIENS (AP3) et PISTILLATA/GLOBOSA (PI), qui appartiennent à deux lignées anciennes de paralogues qui ont divergé avant la radiation des plantes à fleur. Les protéines de classe B sont non seulement importantes pour l'identité des pétales mais également pour le contrôle de sa morphogenèse et de la production de composés volatils. En effet, il a été montré chez le pétunia que la protéine DEF (homologue d'AP3) active l'expression des gènes impliqués dans la production des COV dans les pétales (Bednarczyk et al. 2025).
Notre équipe cherche à caractériser les mécanismes moléculaires du développement des pétales chez les Ranunculaceae, famille qui présente une diversité très importante de la forme de ces organes et qui, au niveau phylogénétique, est à la base des core eudicots. Nous nous focalisons sur la Nigelle de Damas (Nigella damascena) comme nouvelle plante modèle présentant un fort pouvoir d'attraction des hyménoptères. Elle présente cinq protéines de classe B : trois paralogues de la protéine AP3 et deux paralogues de PI. L'existence de ces différents paralogues augmente les possibilités de régulation fine de sous-réseaux géniques impliqués dans le développement du pétale.

Chez la nigelle de Damas, les fonctions des protéines de classe B ne sont pas redondantes et l'accumulation des transcrits de classe B diffèrent au cours du développement des organes floraux. De manière notable seuls les transcrits de NdAP3-3 s'accumulent spécifiquement dans les pétales au cours du développement. Les objectifs de ce projet de thèse seront de : (i) déterminer au cours du développement du pétale, les réseaux de gènes régulés par les facteurs de transcription de classe B et en particulier celui de NdAP3-3, (ii) valider fonctionnellement une à deux cible(s) directe(s) impliquée(s) dans la production de COVs.

Un biologiste moléculaire du développement ayant un intérêt pour les interactions plantes-pollinisateurs, souhaitant acquérir une expertise dans le domaine de la génomique fonctionnelle