Thèse Génomique Comparative et Édition Fonctionnelle du Génome des Gènes de Résistance à l'Anthracnose Co-9 - Co-Y du Cluster B4 du Haricot Commun Phaseolus Vulgaris L. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

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 : IPS2 - Institut de Sciences des Plantes de Paris-Saclay Direction de la thèse : Gianluca TEANO ORCID 0000000178340986 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-06T23:59:59 Le haricot commun (Phaseolus vulgaris L.) est une légumineuse essentielle à l'échelle mondiale, à la fois en raison de sa haute valeur nutritionnelle et de son importance agronomique majeure, liée à son rôle dans l'agriculture durable et la fixation de l'azote. Les haricots communs sauvages (Phaseolus vulgaris) sont répartis du Mexique au nord de l'Argentine et regroupent trois principaux centres de diversité : le centre mésoaméricain, le centre andin et un centre péruvien-équatorien de plus petite taille. Les groupes mésoaméricain et andin ont chacun donné lieu à des processus de domestication indépendants, formant ainsi deux pools génétiques majeurs.L'anthracnose, causée par le champignon Colletotrichum lindemuthianum, constitue une menace majeure pour la production de haricots communs. La coévolution de ce pathogène avec P. vulgaris a conduit à une spécialisation hôte-pathogène entre les pools génétiques. Cela signifie qu'un contrôle large et durable de l'agent pathogène ne peut être obtenu qu'en intégrant les gènes de résistance andins et mésoaméricains dans le même fond génétique. Cette résistance est notamment assurée par des récepteurs immunitaires de type NLR, regroupés dans des clusters génomiques tels que le cluster B4 (chromosome 4). Au sein de ce cluster se trouvent deux allèles de résistance : Co-9 (mésoaméricain, BAT93) et Co-y (andin, JaloEEP558). Étant donné que la recombinaison au sein du cluster B4 est extrêmement rare, les méthodes de sélection variétale conventionnelles ne permettent pas de pyramider ces allèles pour obtenir une résistance à large spectre.

Afin d'identifier et de valider les gènes Co candidats au sein du cluster B4, tant chez le génotype BAT93 (mésoaméricain) que chez le génotype JaloEEP558 (andin), le.la doctorant.e combinera des approches
i-de génomique comparative pour étudier la diversité structurale du cluster et identifier les NLR candidats. Pour cela, une trentaine de génomes de P. vulgaris de haute qualité (HiFi), y compris des assemblages basés sur des Ultra Long Read, permettront d'affiner l'annotation des NLR.
ii- et de de validation fonctionnelle des gènes de résistance candidats.
La validation fonctionnelle des gènes candidats reposera sur des approches d'édition génétique. L'édition génomique permettra l'inactivation ciblée de gènes candidats.

Parallèlement aux travaux sur l'édition génétique, ce projet vise également à améliorer la transformation stable chez le haricot commun en exploitant différentes souches d'Agrobacterium exprimant des effecteurs bactériens et des facteurs morphogéniques afin d'améliorer la capacité de régénération des axes embryonnaires de haricot.

Ces avancées permettront de clarifier le fonctionnement génétique de la résistance à l'anthracnose et de jeter les bases d'un pyramidage rationnel des gènes R, permettant ainsi la sélection de variétés de haricots communs résistantes aux maladies à long terme.
Sustainable food production faces unprecedented challenges from climate change and population growth, projected to reach 9.7 billion by 2050, necessitating resilient, high-yield crops with minimal environmental inputs. Legumes like the common bean (Phaseolus vulgaris L.) are crucial due to their nitrogen-fixing symbiosis with rhizobia, enabling protein accumulation in seeds without harmful synthetic fertilizers. This diploid (2n=22), predominantly autogamous species-with its compact ~630 Mbp genome-is both a primary global source of plant protein and a suitable genetic model for addressing agronomic constraints. The wild forms of common bean grow from northern Mexico to north-western Argentina and are organized in three eco-geographic centers of diversity: two major (the Andean and Mesoamerican) and a third minor one (wild populations that grow in northern Peru and Ecuador) (Bitocchi et al., 2017). Two independent domestication processes within the South Andean and Mesoamerican centers of diversity led to the development of two distinct groups of cultivated beans, called the Andean and Mesoamerican gene pools (Debouck et al., 1993; Geffroy et al., 1998; Singh et al., 1991), respectively, while no domestication occurred in the northern Peru/ Ecuador center of diversity. A major threat to P. vulgaris is anthracnose, caused by the hemibiotrophic fungus Colletotrichum lindemuthianum (Pastor-Corrales & Tu, 1989). Numerous resistance (R) genes have been identified and mapped, predominantly belonging to the NLR (nucleotide-binding leucine-rich repeat) family-the main class of plant R genes (Richard et al., 2018; Schmutz et al., 2014). As in other plants (Tamborski & Krasileva, 2020), NLRs form complex clusters often at chromosome ends, notably, the B4 cluster (Chr. 04) and Co-2 (Chr. 11) in both Mesoamerican and Andean genotypes (David et al., 2009; Iwata-Otsubo et al., 2016). In particular, two allelic resistance specificities have been identified within the B4 cluster: Co-y in the Andean genotype JaloEEP558 and Co-9 in the Mesoamerican genotype BAT93 (Geffroy et al., 1999). A coevolutionary process has been identified between common bean and Colletotrichum lindemuthianum at the level of the plant centers of diversity (Geffroy et al., 1999). Pathogen strains show local adaptation to bean genotypes from the same geographic origin. From a breeding perspective, this implies that effective control of pathogen diversity requires the pyramiding of Andean and Mesoamerican resistance sources within a single genotype The goal of this PhD project is to identify, functionally characterize, and validate resistance genes conferring anthracnose resistance in common bean and to establish innovative tools for their efficient manipulation.

Le/La candidat(e) devra être titulaire d'un Master (ou équivalent) en biologie végétale, biologie moléculaire, génétique ou microbiologie. Une formation en physiologie végétale, en interactions plantes-microorganismes ou en biologie moléculaire constituerait un atout particulièrement apprécié.

Le/La candidat(e) devra également faire preuve d'une forte motivation pour la recherche scientifique, d'un bon esprit d'analyse, d'autonomie, ainsi que d'une capacité à travailler en équipe au sein d'un environnement de recherche international. De solides compétences en communication écrite et orale en anglais scientifique seront aussi requises.