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Genetic Identification Techniques and Genome Mapping in Plant Studies

Explore the relationship between physical and genetic distances in plants such as Arabidopsis, maize, tomato, and more. Learn about genome sizes, retroelements, transposons, and their impact on genetic studies. Discover how Arabidopsis thaliana serves as a model plant for genomic research and functional genomics in other plants like rice.

yannis
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Genetic Identification Techniques and Genome Mapping in Plant Studies

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Presentation Transcript

  1. Identification des gènes: Relation entre distances physiques et génétiques • Mais 14-1,750 kb/cM moyenne = 1,500 kb/cM • Tomate 43-3,300 kb/cM moyenne= 550 kb/cM • Arabidopsis 40-550 kb/cM moyenne= 200 kb/cM Chez Arabidopsis on peut espérer couvrir la distance entre deux marqueurs génétiques a l’aide d’un seul fragment cloné (100-500kb)-> clonage plus facile

  2. Taille des génomes nucléaires Homme Colza Souris Blé Arabidopsis Mais Levure Bacterie Drosophile Riz

  3. Taille des génomes haploïdes (nucléaires) (en Millions de bases, Mégabases, Mb)) • E. coli 4.5 • S. cerevisiae (levure) 14.4 • C. elegans 100 • D. melanogaster 165 • H. sapiens 3,000 • Arabidopsis thaliana 130 • L. esculentum (tomate) 1,000 • N. tabacum (4x) 4,500 • N. plumbaginifolia 2,300 • B.napus (colza) 1,200 • O. sativa (riz) 420 • Z. mais 2,500 • T. aestivum (blé) 16,000 • Tulipa 30,000 Génomes de plantes séquencés: Arabidopsis, Riz, Vigne, (tomate, peuplier, blé partiels ou en cours…

  4. Taille des génomes: Polyploïdie chez les plantes cultivées blé: triticum aestivum (2n =6x=42))

  5. Invasion des génomes par les rétroéléments Transposons Couper-coller Rétrotransposons Copier-coller

  6. Tailles des génomes: rétrotransposons Retrotransposons dans la région du gène de l’alcool déshydrogénase de maïs Pour les eucaryotes, la partie que l’on peut interpréter du génome ets de 1-5% A quoi servent les 99-95% restant???

  7. Fluidité du génome Les modifications des génomes par les retrotransposons peuvent être rapides ex: comparaison des séquences deux lignées de maïs Ex sur une région a)Certains génes ne sont pas conservés au même endroit! Mécanisme inconnu d’insertion.. b)On pense que maïs a été domestiqué il y a environ 7000 ans -> divergence rapide

  8. Arabidopsis thaliana: model plant Small Small genome (130 Mb) Short generation (2 monthes) Lot of seeds->genetic screens Easy to genetically transform ->mutagenesis

  9. T-DNA Plant Cell Vir Ti Transfer Agrobacterium Auxin Cytokinin Catabolism Opines Synthesis T-DNA Transfer La transgenése et la génomique fonctionnelle chez Arabidopsis et d’autres plantes (riz) sotn basées sur le transfert d’ADN par Agrobacterium

  10. Génération d’une collection d’insertion d’ADN-T chez Arabidopsis

  11. T-DNA as an insertional mutagen • Pros : - random (?) insertion - 1-2 insertion loci, with 1-2 T-DNA copies - stable inserts, no chimeras • Cons : - difficult to achieve saturation (but efficient transformation available) - no somatic reversion, no remobilization - rearrangements

  12. Large-scale sequencing of insertion sites • Isolate flanking DNA by PCR (iPCR, TAIL-PCR) on individual lines/pools • Single-pass sequencing • Incorporation into integrated database - Genome/EST sequence - Expression data - Knock-out line

  13. Inverse PCR Génération d’une base de donnée de sites d’insertion Comparaison avec génome séquencé Intégration dans l’annotation du génome

  14. T-DNA insertions genes

  15. L’étude du génome d’Arabidopsis permet d’identifier des gènes utiles pour l’amélioration d’autres plantesex: biomasse, résistance aux pathogènes Wild-type Over-expressor

  16. Miscanthus plantation(example of a biomass crop) http://bioenergy.ornl.gov/gallery/index.html

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