Research topics
Ever since Charles Darwin's pioneering work, we have known that natural selection is based on pre-existing or induced variations. The MANGO team is interested in the molecular mechanisms underlying these variations within and between individuals. This research aims at understanding the role of genome dynamics in plants adapting to climate change. Far from being a fixed entity, the genome contains transposable elements that can generate variation by moving within chromosomes. These structural variations (notably caused by transposable elements, but not only) may result from environmental stress or epigenetic deregulation, impacting gene expression and adaptation.The team is studying several plant models, including the model plant Arabidopsis thaliana, cultivated rice (Oryza sativa), beech (Fagus sylvatica) and Dittrichia viscosa, a source of biopesticide. The team specialises in developing protocols for using Nanopore long reads in genomics and transcriptomics, as well as developing dedicated bioinformatics tools. Lastly, our team is involved in participatory science and training programmes on circular extrachromosomal DNA (eccDNA) and Nanopore technology (e.g. science in high schools and workshops).
In Axis 1, we are developing the following research themes:
(1) The mechanisms of genomic biodiversity
(2) The contribution of genomics to sustainability science and the fight against climate change
(3) Development with private partners
(1) Mechanisms of genomic biodiversity
- Epigenome and genome stability in Arabidopsis (coordinated by Marie Mirouze).
As part of the ANR 'CropCircle' project (collaboration with Dr Etienne Bucher, Agroscope, Switzerland), we are analysing the production dynamics of circular extrachromosomal DNA (eccDNA) under stressful environmental conditions, as well as its impact on genome stability in Arabidopsis thaliana.
- Introgressions and grain width in rice (coordinated by Marie-Christine Carpentier):
We are developing original markers based on transposable element insertion polymorphisms (TIPS) and using association genomics approaches (GWAS) to identify loci of interest in rice grain width, in collaboration with our colleagues from Taiwan (Academia Sinica).
(2) The science of sustainability
- The beech genome in the face of climate change (coordinated by Olivier Panaud)
In order to understand the links between genome dynamics and the adaptive potential of beech populations, we are analysing the genomic diversity of beech trees, with a particular focus on those in Mediterranean forests (specifically the Massane Nature Reserve).
- Dynamics of the rice genome in Mali (coordinated by Marie Mirouze).
In partnership with Pr Ousmane Koita's laboratory in Bamako, Mali, we are developing genomic and transcriptomic approaches to improve our understanding of rice's resistance to multiple pathogen infections.
(3) Development with the private sector
- Inulin and biopesticides (MANGO/AKINAO project):
Biopesticides offer an interesting alternative for reducing agricultural inputs. In partnership with the AKINAO company (www.akinao-lab.com), we are characterising the genome of slimy inula (Dittrichia viscosa) to establish this plant as a model for biopesticide production.
- The contribution of eccDNA to cancer detection (MANGO/ACOBIOM project).
Cancer cells produce large quantities of eccDNA. In partnership with ACOBIOM, we are using our expertise in eccDNA to develop early markers for various cancers.
Dans l’axe 2, nous nous intéressons aux mécanismes et à l’impact des flux génétiques interspécifiques chez un grand nombre d’espèces de plantes et à leur influence sur l’évolution des génomes ainsi que sur l’adaptation à l’environnement. D’une part, nous explorons l’impact du flux de gènes interspécifique entre différentes populations ou espèces proches, notamment chez les orchidées du genre Ophrys et d’autres genres emblématiques des Pyrénées tels que Delphinium, Pedicularis ou encore Xatardia. L’objectif est de décrypter les processus moléculaires, démographiques et écologiques régissant ces échanges. Cette approche permettra de mieux comprendre leur impact sur la diversité génétique, l’émergence de phénotypes adaptatifs et la dynamique évolutive des populations. D’autre part, nous étudions les transferts horizontaux entre espèces très éloignées grâce à des approches génomiques à grande échelle sur un très grand nombre d’espèces. Nous portons un intérêt particulier aux transferts entre lianes et arbres, qui semblent être fréquents dans les écosystèmes naturels, ainsi qu’aux transferts entre plantes et champignons.
1) Étude des mécanismes et de l’impact du flux de gènes interspécifique entre espèces proches (Joris Bertrand et Valérie Hinoux)
Nous nous intéressons notamment aux échanges entre écotypes/accessions, taxons frères ou espèces étroitement apparentées afin de décrypter les processus éco-évolutifs qui sous-tendent l’adaptation des plantes à leur environnement, jusqu’à leurs bases moléculaires. Nous visons à élucider les liens entre différents compartiments, à savoir : le génome, le phénome et la fitness, en veillant à intégrer l’histoire biogéographique des espèces et des régions dans lesquelles elles s’établissent. Pour ce faire, nous étudions notamment les zones d’hybridation, qui permettent de mettre en évidence des régions génomiques et des traits résistants au flux de gènes, potentiellement impliqués dans l’adaptation locale et/ou l’isolement reproductif.
2) Étude des mécanismes et de l’impact des transferts horizontaux entre espèces éloignées (Moaine El Baidouri et Eric Lasserre)
Cette partie du projet vise à caractériser la fréquence, la nature et les mécanismes des transferts horizontaux, à en décrypter les mécanismes et à évaluer leur impact sur la fonction et la plasticité des génomes végétaux. Pour ce faire, nous mobilisons des approches de génomique comparative intégrative, à la fois à l’échelle multi-espèces et des populations. Le déploiement de ressources génomiques de plus en plus riches, ainsi que le développement constant d’outils d’analyse bioinformatique, innovants nous permet d’explorer ces transferts avec une résolution et une ampleur sans précédent.
Key words : genome, transposable elements, extrachromosomal DNA, structural variants, epigenome
Financed projects
Axe 1
- ANR FAGRESCUE (2025-2028): Une approche transdisciplinaire impliquant l'intelligence artificielle, la génomique et la modélisation écologique pour améliorer la résilience des hêtraies dans le contexte du changement climatique. LGDP leader (Olivier Panaud), Partenaires: ONERA (DOTA), CEFE, INRAE.
- Projet Innovant Fondation UPVD (Appel à projets 2024) : PI Marie Mirouze, partenaire société ACOBIOM.
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2024) - Impact fonctionnel des variations structurales chez le riz sauvage Oryza australiensis. PI : Marie-Christine Carpentier.
- Projet Innovation Labex TULIP DROPHENO : Combiner l'imagerie par drone, l'intelligence artificielle et l'écologie de terrain pour concevoir une stratégie de phénotypage à haut débit des forêts de hêtres. Partenaire: Bionomeex
- Projet pilote BioDivOc FAGADAPT (Appel à projets 2024, appel à projets 2022). Adaptation des forêts tempérées au changement climatique. Une étude de cas combinant génomique et écologie pour suivre l’adaptation à court terme de la hêtraie dans la réserve de la Massane. LGDP leader (Olivier Panaud), Partenaires: CEFE, BIOM, Réserve Naturelle de la Massane.
- Projet Innovation Labex TULIP (2021) : Etudier la diversité génétique et la production de composés biofongicides à partir de différentes populations de Dittrichia viscosa du pourtour méditerranéen. PI Fred Pontvianne, Partenaire M Mirouze.
- ANR PRCI CropCircle (2021-2025) Mobilome, adaptation et stabilité du génome chez les plantes cultivées. PI Marie Mirouze (FR) et Etienne Bucher (CH)
- Projet Central Labex TULIP (2020) : Comprendre le rôle du lierre commun (Hedera helix) dans les transferts horizontaux entre arbres. PI Moaine El Baidouri.
- EpiDiverse (2017-2021) Projet Européen MCSA European Training Network grant, EU H2020 Marie Skłodowska-Curie No 764965 EpiDiverse
- ANR JCJC EXTRACHROM (2014-2017). Contrôle épigénétique des formes extrachromosomiques des éléments transposables chez les plantes. PI Marie Mirouze
Axe 2
- Projets Européens Interreg-Poctefa – FloraLab (2020-2022) & FloraLab+ (2024-2026) - Coordination scientifique en partenariat avec l’UPVD dans le cadre des projets européens de coopération transfrontalière. PI : Valérie Hinoux & Joris Bertrand
- Projet Fondation UPVD (2024) – EUPHYDRYA - Approches multi-omiques innovantes pour la conservation de la dernière population d’Euphydryas desfontainii en France. PI : Nathalie Tapissier, Cédric Bertrand et Joris Bertrand
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2024) - Transcriptomique comparative pour étudier les causes d’un manque récurrent de floraison dans la flore emblématique des Pyrénées. PI : Valérie Hinoux et Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2024) – Modélisation des niches écologiques - Mise en place d’un pipeline pour la modélisation des niches écologiques des espèces emblématiques de la flore pyrénéenne et prédiction des niches futures selon différents scénarios et échelles temporelles. PI : Valérie Hinoux, Sébastien Pinel & Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2024) – Médiation chimique et pâturage - Rôle de la médiation chimique et impact du stress lié au pâturage dans la relation entre un papillon menacé (Euphydryas desfontainii) et sa plante-hôte (Cephalaria leucantha). PI : Nathalie Tapissier, Cédric Bertrand & Joris Bertrand.
- Projet Consortium BioDivOc ‘DevocGen’ (2022-2025) - Développement et applications de nouveaux outils pour la gestion et la conservation des populations naturelles sur la base de données génomiques. PI : S. Boitard & R. Leblois – Partenaires : P.-A. Gagnaire, L. Chikhi, P.-A. Crochet, S. Blanchet & J. Bertrand.
- ANR JCJC DiversiFly (2022-2025) - Diversification adaptative des Ophrys mouches comme nouveau modèle pour étudier la spéciation écologique et les radiations évolutives. PI : Joris Bertrand.
- ANR JCJC EXOTICA (2021-2025) : Explorer l'étendue, les voies et l’impact des transferts horizontaux dans les génomes nucléaires des plantes. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet INSB (CNRS) DICOHOT (2021-2022) : Fréquence et impact des transferts horizontaux chez Dioscorea communis. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet Central Labex TULIP (2020) : Comprendre le rôle du lierre commun (Hedera helix) dans les transferts horizontaux entre arbres. PI : Moaine El Baidouri.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2020) – Étude intégrative de l’état de santé des populations naturelles du Grand Tétras (Tetrao urogallus aquitanicus), espèce emblématique localement menacée d’extinction. PI : Olivier Rey, Valérie Hinoux & Joris Bertrand.
- Projet Fédération de Recherche en Écologie & Environnement UPVD (2020) – Conservation d’espèces emblématiques - Développement d’une approche intégrative pour la conservation des espèces emblématiques – Étude pilote sur le couple Ophrys catalaunica / O. magniflora. PI : C. Bertrand & J. Bertrand.
- Projet Fondation Biotope (2020) – REORDER - Phylogénie moléculaire haute résolution des orchidées Ophrys en France. PI : Joris Bertrand, Errol Véla, Etienne Delannoy & Frédéric Melki
- Projet Inter-LabEx TULIP & CEMEB (2019) – Distribution géographique des Ophrys aveyronensis - Étude pilote sur la distribution géographique disjointe d’Ophrys aveyronensis, espèce endémique et menacée : causes et implications. PI : Joris Bertrand & Bertrand Schatz
- Projet Bonus Qualité Recherche (BQR) UPVD (2019) – Radiation adaptative des Ophrys - Étude des bases génomiques de la radiation adaptative des orchidées Ophrys euro-méditerranéennes. PI : Joris Bertrand
Members
Past members
- Abirami Soundiramourtty (2021 - 2024)
- Panpan Zhang (2020 - 2023)
- Emilie Aubin (2019 - 2022)
- Sophie Lanciano (2014 - 2017)
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