Description du projet
Analyse de l’épistasie à la ferme
Un objectif clé de la biologie végétale réside dans la compréhension des mécanismes de la variation génétique naturelle, qui se traduit par des variations quantitatives aux caractéristiques économiquement significatives. Les tentatives d’orientation de la carte génotype-phénotype se concentrent généralement sur les interactions génétiques linéaires donnant lieu à une sélection de cultures pilotée par des loci dont les effets additifs sont prévisibles. Cependant, la variation des caractéristiques quantitatives découle souvent de perturbations de réseaux génétiques complexes. Par conséquent, la capacité à améliorer de manière prévisible les cultures est tributaire de notre compréhension de l’épistasie. Le projet EPICROP, financé par l’UE, explorera les interactions épistatiques au sein des réseaux de régulation génétique qui entraînent la variation des cellules souches dans des cultures de tomates. Il fera appel à des séries alléliques complètes pour les gènes épistatiques MADS-box qui régulent la production de fleurs et de fruits afin d’étudier les principes de base de l’épistasie applicables à d’autres réseaux génétiques.
Objectif
A major goal in plant biology is to understand how naturally occurring genetic variation leads to quantitative differences in economically important traits. Efforts to navigate the genotype-to-phenotype map are often focused on linear genetic interactions. As a result, crop breeding is mainly driven by loci with predictable additive effects. However, it has become clear that quantitative trait variation often results from perturbations of complex genetic networks. Thus, understanding epistasis, or interactions between genes, is key for our ability to predictably improve crops. To meet this challenge, this project will reveal and dissect epistatic interactions in gene regulatory networks that guide stem cell differentiation in the model crop tomato. In the first aim, I will utilize exhaustive allelic series for epistatic MADS-box genes that quantitatively regulate flower and fruit production as an experimental model system to study fundamental principles of epistasis that can be applied to other genetic networks. Genome-wide transcript profiling will be used to reveal molecular signatures of epistasis and potential targets for predictable crop improvement by advanced CRISPR/Cas9 gene editing technology. Further, my preliminary data suggests that epistasis is widespread and important across major productivity traits in tomato. Thus, in a second aim, I will access this untapped resource of cryptic genetic variation by sensitizing a tomato diversity panel for weak epistatic effects from unknown natural modifier loci of stem cell differentiation using trans-acting CRISPR/Cas9 editing cassettes. This screen represents a new approach to mutagenesis in plants with potential to reveal cryptic variation in other system. The outcomes of this project will advance our knowledge in a fundamental area of plant genome biology, help uncover and understand the functional architecture of epistasis, and have potential to bring significant improvements to agriculture.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Suisse