[Soutenance de thèse] 17/12/2025 – Javier Belinchon Moreno : « Diversité génétique et fonctionnelle du NLRome/résistome chez le melon » (UR GAFL)

Monsieur Javier BELINCHON MORENO soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés : « Diversité génétique et fonctionnelle du NLRome/résistome chez le melon » dirigés par Madame Nathalie BOISSOT et Madame Patricia FAIVRE RAMPANT, le mercredi 17 décembre 2025.

Laboratory

UR GAFL

Composition of the jury

Mme Nathalie BOISSOT	INRAE	Thesis supervisor
Mme Camille RUSTENHOLZ	INRAE	Rapporteur
M. François SABOT	IRD	Rapporteur
Mme Faivre-Rampant PATRICIA	INRAE	Thesis co-director
M. Marc OLIVER	Syngenta	Examiner
M. Michel PITRAT	INRAE	Examiner

Summary

Les gènes du type Nucleotide-binding leucine-rich repeat (NLR) constituent l’une des principales familles de gènes de résistance chez les plantes et jouent un rôle central dans l’immunité du type « Effector-Triggered Immunity ». Ces NLR sont fréquemment organisés en clusters de gènes présentant de nombreuses variations du nombre de copies ainsi que des polymorphismes de présence–absence. Cette organisation influence les modes d’évolution des NLRs : elle favorise leur diversification via des recombinaisons inégales, des conversions géniques ou d’autres sources de variation, tout en maintenant une stabilité fonctionnelle lorsque nécessaire. Chez le melon (Cucumis melo) et plus largement au sein des Cucurbitacées, le nombre de NLR est relativement faible comparé à d’autres espèces de taille génomique similaire, soulevant la question de la manière dont ces cultures font face à une pression pathogène élevée avec un répertoire aussi réduit. Cependant, la diversité intraspécifique des NLRs reste mal caractérisée chez le melon, principalement en raison des difficultés à analyser ces loci complexes à l’aide de séquençage à courtes lectures. Nous avons appliqué la méthode du séquençage ciblé « Nanopore Adaptive Sampling » (NAS) afin d’enrichir sélectivement les régions NLRs (« NLRome ») dans 143 accessions de melon représentant une large diversité botanique et géographique. Ce séquençage sélectif a permis un bon enrichissement et une reconstruction précise des régions ciblées, rendant possible la construction d’un pan-NLRome. L’annotation des NLRs a révélé une variation importante de l’architecture des clusters, des profils de présence–absence et du contenu allélique des NLRs, avec des courbes de diversité allélique non saturées soulignant les limites des approches fondées sur une seule référence. En effet, les estimations de diversité ont suggéré que près de la moitié de la diversité allélique des NLRs reste à découvrir après l’assemblage de 143 NLRomes. En exploitant cet ensemble de données, nous avons mis en œuvre des GWAS ciblant le NLRome basées sur des k-mers ainsi que des GWAS utilisant un graphe du pan-NLRome. Ces approches ont fourni une résolution supérieure à celle des GWAS classiques sur les SNPs, permettant de localiser avec une haute précision des gènes de résistance déjà validés expérimentalement, tels que Fom-1 et Fom-2 contre la fusariose. Elles ont également permis d’identifier de nouveaux candidats NLR ainsi que des gènes non-NLR positionnés au sein de clusters NLR. La disponibilité de multiples assemblages du NLRome a aussi permis de discriminer les haplotypes résistants et sensibles au sein du panel de diversité. Nous avons étendu ces approches à la dissection de l’architecture génétique de la résistance au clone CUC1 d’Aphis gossypii, émergent en Europe. Des GWAS basées sur les SNPs à l’échelle du génome combinées à de la cartographie génétique ont identifié des loci de caractères quantitatifs agissant à différentes étapes de l’interaction plante–puceron. Les GWAS ciblant le NLRome ont fourni une résolution allélique d’un QTL de résistance à la colonisation sur le chromosome 5, correspondant au locus Vat bien connu. La caractérisation fonctionnelle de 20 homologues de Vat présentant quatre motifs R65aa, vraisemblablement impliqués dans la résistance aux pucerons, a révélé des profils de réponse distincts face à cinq clones d’A. gossypii, limitant efficacement la transmission virale de manière clone-spécifique. Dans l’ensemble, nos résultats offrent une vision à haute résolution de la diversité des NLR chez le melon, révélant de multiples déterminants de résistance quantitative qui resteraient indétectables dans un paradigme à référence unique. Ces ressources et cadres analytiques ouvrent la voie à une dissection précise de l’architecture génétique de la résistance à de multiples bioagresseurs, tout en soutenant le déploiement stratégique des résistances identifiées dans les programmes d’amélioration variétale.

Keywords : Cucumis melo, NLR, assemblage ciblé, pan-génomique, génétique quantitative, résistance biotique