Unité mixte de recherche

UMR 1345

IRHS

Institut de Recherche en Horticulture et Semences

Présentation de l'unité

L'Institut de Recherche en Horticulture et Semences regroupe les prin-cipaux acteurs de la recherche angevine en biologie végétale, sous les tutelles de l'INRA, d'AGROCAMPUS OUEST et de l'Université d'An-gers. Ce grand laboratoire, créé en 2012 à partir de la fusion de quatre unités de recherches, a un budget d'environ 3 M€ et un effectif de 235 personnes.Il rassemble les expertises de généticiens/génomiciens, phytopatholo-gistes, physiologistes/écophysiologistes, modélisateurs et bioinforma-ticiens au service de la qualité et santé des espèces horticoles et de la production de semences. Sa mission est d'œuvrer au développement de systèmes de production performants, sains et durables pour ces filières à vocation tant alimentaire qu'ornementale. Elles se caractérisent par des modes de production plutôt intensifs, implantées en milieu rural, mais également périurbain et urbain. Depuis sa création, le laboratoire a beaucoup investi sur le développe-ment d'approches émergentes, telles que génomique, méta-génomique, épigénétique, bioinformatique et phénotypage haut-débit pour aller vers une biologie prédictive et renforcer ses capacités d'innovation. L'Institut s'inscrit comme une force motrice pour Végépolys, le pôle de compétiti-vité angevin labellisé par le gouvernement en 2005.

INRA Angers-Nantes Pays de la Loire42 rue Georges Morel, CS 60057F - 49071 Beaucouzé Cedex

ContactTél. : +33 (0)2 41 22 56 00Fax : +33 (0)2 41 22 57 55secretariat.irhs@angers.inra.frwww.angers-nantes.inra.fr/irhs

DirectionJean-Pierre Renou, directeurMathilde Briard, directrice adjointe François Laurens, directeur adjoint Philippe Simoneau, directeur adjoint

Quelques chiffres70 chercheurs et enseignants-chercheurs50 ingénieurs71 techniciens et administratifs42 doctorants et post-doctorants3 Centres de Ressources Biologiques IBiSA : CFBP (bactéries), FrapeR (fruis à pépins et rosiers), Apiacées1 plateforme : Phenotic (Biogenouest et co-hebergée IRHS/GEVES)

3 plateaux SFR hébergés : ANAN, I-MAC, COMIC8900 m2 de laboratoire 8700 m2 de serres et tunnels360 m2 de chambres climatiques

Thématique de recherche

• Les recherches du pôle "Archi-tecture et Floraison sur Rosiers et Autres Ornementales" ont pour objectif i) de caractériser la diver-sité génétique du genre Rosa et l'éva-luation de l'impact des pratiques hu-maines et de la sélection naturelle, ii) de comprendre le déterminisme génétique et environnemental de la floraison et de l'élaboration du port de la plante par une approche plu-ridisciplinaire et multi-échelle (de la plante au génome). Cette recherche s'inscrit dans un réseau de collabo-rations locales (avec des historiens, économistes, mathématiciens), nationales (groupe national rose) et internationales. Le pôle angevin co-coordonne avec l'UMR RDP (Reproduction et Développement des Plantes à Lyon) un consortium international pour le séquençage du génome du rosier.

IRHS - 42 rue Georges Morel- CS 60057 - F - 49071 Beaucouzé CedexTél. : +33 (0)2 41 22 57 50 - Contact : secretariat.irhs@angers.inra.fr - Info : www.angers-nantes.inra.fr/irhs

PartenariatsL'IRHS est une composante majeure de la SFR QUASAV (Qualité et Santé du Végétal) qui fédère toutes les unités de recherche sur le Végétal dans la Région Pays de la Loire. Il coordonne ou participe à des projets de recherche financés par l'Union Européenne (TESTA, Fruit-Breedomics, Convigour...), par la Région Pays de la Loire (RoadMovie, FlorHige, Rhizosfer, PhySio, PRI Rosier, Séquençage génome Rosier, AI-Fruit, MetaSeed...), au niveau national par l'ANR (Mitozen, Gandalf, Cytopheno, Emerfundis, DspCellDeath, FungIsochore, Reguleg...), le FUI (GreenProtect, BRIO, DEfistim...), les Investissements d'avenir (AKER, GENIUS, Biobanques) et les tutelles INRA, AGROCAMPUS OUEST et Université d'Angers. Depuis 2014, l'IRHS est un acteur principal du grand projet structurant "Recherche-Formation-Innovation Végétal". Il est également porteur d'un projet Connect-talent (Epicenter, E. Bucher) et est partenaire dans un second avec les acteurs de la SFR santé (PREMMI, G. Laenners). Ces projets sont financés par la Région Pays de la Loire, Angers Loire Métropole et les tutelles. En 2016, E. Bucher a également obtenu une bourse ERC-Consolidator (BUNGEE).

FormationImplication de l'unité dans :

• ComUE UBL (Communauté d'Universités et Etablisse-ments, Université Bretagne Loire).

• Ecole Doctorale EGAAL de l’UBL.

• Diplôme d'ingénieur (ingénieur Agrocampus Ouest spécialité horticulture).

• Masters BioVIGPA (Biologie Végétale Intégrative : Gène, Plante et Agrosystème) et ProTeV (Production et Technologie du Végétal).

• Licences professionnelles (Biologie analytique et expéri-mentale des micro-organismes, du végétal et de l'animal, Gestion de la santé des plantes, et Agriculture biologique).

• Les recherches du pôle "Qualité et Santé des Fruits et Légumes" visent à i) identifier et comprendre les déter-minants génétiques, moléculaires et environne- mentaux des mécanismes de résistance et de défense, naturelle ou induite, des plantes aux bioagresseurs, et de la qualité nutritionnelle et organoleptique des pro- duits, ii) expli-quer la dynamique adaptative et l'histoire évolutive des bioagresseurs en lien avec leurs hôtes et leur environne-ment, iii) définir des stratégies innovantes de lutte contre les bioagresseurs, de gestion des ressources génétiques et de création variétale pour des produits de haute qua-lité organoleptique et nutritionnelle, dans un contexte de production durable. Les méthodes et outils mis en œuvre s'appuient sur la génétique et génomique des populations, la caractérisation biochimique et moléculaire, la géno-mique fonctionnelle incluant le contrôle post-transcrip-tionnel des gènes, la transformation génétique, la modé-lisation mathématique et l'écophysiologie. L’Institut porte également un nouveau projet visant à mesurer et exploiter l’impact des modifications épigénétiques sur les rosacées à multiplication végétative (EpiCenter, Connect-Talent Pays de la Loire) et la variablité induite par la mobilisation des transposons (BUNGEE : Bourse ERC Consolidator).

Les projets de l'IRHS se déclinent autour des mots clés : qualité et santé des espèces horticoles et des semences. Ils mettent en œuvre des ap-proches intégratives mobilisant des expertises en génétique, pathologie, biochimie, physiologie et bioinformatique sur les modèles suivants : rosiers et espèces ornementales, espèces fruitières à pépins, carottes, semences (Medicago), bactéries et champignons phytopathogènes.

• Les recherches du pôle "Qualité et Santé des se-mences et des plants" ont pour but de : i) conduire à une meilleure prédiction des qualités physiolo-gique et sanitaire des semences : mécanismes molé-culaires de tolérance à la dessiccation, qualité ger-minative et tolérance aux stress. Il s'agit d'identifier les adaptations qui permettent aux graines de faire face à des stress abiotiques et biotiques pendant la maturation, la germination et l'installation des plantules, ii) comprendre les dynamiques évolu-tives et l'adaptation aux plantes hôtes des agents pa-thogènes bactériens et fongiques de la phyllosphère et des semences : 1) phylogénie et de l'évolution des bactéries associées aux plantes, 2) identification des mécanismes influençant la transmission des agents pathogènes (bactériens et fongiques) à et par les semences. De plus un ambitieux projet de méta- génomique a été initié autour du projet MetaSeed, pour comprendre la structure, le fonctionnement et l'évolution des communautés microbiennes, patho-gènes et non-pathogènes, associées aux semences, dans l'objectif d'améliorer la lutte contre les agents phytopathogènes transmis par les semences.

Thèses en cours• Modélisation du développement de la bourse de pommier -

Emna Bairam.• HSP role in soybean seeds qualty and longevity - Denise Basso.• Etude du contrôle de la transmission fongique de la semence à

la jeune plantule chez le pathosystème modèle Arabidopsis tha-liana – Alternaria brassicicola - Elodie Belmas.

• Exploration de la diversité génétique naturelle pour l'étude de l'efficacité d'utilisation de l'azote lors de la croissance des plan-tules de Medicago truncatula sous faible apport azoté et basse température - Douae Ben Hdech.

• Caractérisation de données biologiques: appréhender les grands volumes d'informations et aider leur interprétation - Arthur Chambon.

• Développement de la thérapie phagique dans le traitement des bactéries phytopathogènes - Fernando Clavijo.

• Molecular factors of fungal seed transmission - Justine Colou.• Modulation du débourrement du rosier buisson par modu-

lation du RC/RS, intégration du signal à l'échelle de la plante entière - Adrien Corot.

• Pouvoir pathogène et Résistance: implication des toxines dans l'interaction Carotte-Alternaria dauci - Julia Courtial.

• Bioinformatic analysis of the genome and epigenome of apple - Nicolas Daccord.

• Phylogénomique du genre Rosa. L'hybridation et la polyploïdie comme facteurs de diversification - Kevin Debray.

• Effects of Secondary Contacts and Admixture on a Pathogen Epidemiological Success - Ellen Guitton.

• Molecular mechanisms of elicitor-induced epigenetic changes in apple and Arabidopsis - Kay Gully.

• Caractérisation de la réponse métabolique de la Carotte à l’in-fection par Alternaria dauci - Claude Koutouan.

• Reconstruction de réseaux de gènes incluant les controles post-transcriptionels en cis - Marc Legeay.

IRHS - 42 rue Georges Morel- CS 60057 - F - 49071 Beaucouzé CedexTél. : +33 (0)2 41 22 57 50 - Contact : secretariat.irhs@angers.inra.fr - Info : www.angers-nantes.inra.fr/irhs

• Modulation du débourrement des bourgeons en fonction de la disponibilité en azote chez Rosa hybrida : étude du métabo-lisme azoté et des mécanismes de signalisation associés - Ma-rie-Anne Le Moigne.

• Déterminisme précoce d’une maladie majeure de conservation du fruit: l’échaudure superficielle de la pomme - Mathieu Marc.

• Phénotypage de l’impact sur les tissus végétaux d’effecteurs de type 3 (ET3) par imagerie hyperspectrale et imagerie de fluo-rescence de chlorophylle - Valérian Meline.

• Transmission des marques épigénétiques par voie sexuée et clonale chez le pommier - Adrien Perrin.

• Analyse intégrative de l'acquisition de la thermotolérance chez les plantules d'Arabidopsis thaliana - Elise Rethore.

• Diversité et fonctionnement des communautés microbiennes associées aux semences - Samir Rezki.

• Spécificité d’hôte chez les bactéries phytopathogènes du genre Xanthomonas : validation fonctionnelle de gènes candidats et rôle des effecteurs TAL - Mylène Ruh.

• Modélisation structure-fonction du débourrement chez le rosier, intégration du rôle des sucres et des hormones - Anne Schneider.

• Molecular regulation of BRC1 expressison in axillary bud of Rosa sp in responses to nutrient (sugars) and hormones (auxin) - Ming Wang.

• Etude des mécanismes épigénétiques impliqués dans la poten-tialisation des défenses du pommier par les SDP - Romain War-neys.

• Etude de la voie de signalisation de l'implication du signal ni-trate dans le contrôle de la croissance racinaire chez Medicago truncatula - Lili Zang.

Dispositifs d'expérimentation• Installations expérimentales et de phénotypage, gérées par l'équipe ImHorPhen : 3000 m² de tunnels et 5700 m² de serres, dont 360 m² de chambres climatiques, sur différents niveaux de confinement S0, S1, S2 et S3, permettant la manipulation d'orga-nismes de quarantaine, de plantes et de micro-organismes généti-quement modifiés. Ces installations sont également ouvertes aux partenaires du pôle végétal angevin, unités de recherche et dépar-tements d'enseignement, Snes-Geves et Végépolys.

• Collection Française des Bactéries associées aux Plantes (CFBP) plateforme IBiSA, référence internationale pour les ressources géné-tiques bactériennes phytopathogènes. Elle a pour mission de préser-ver la biodiversité de ces ressources biologiques et les informations qui y sont associées, pour en faciliter l'accès à la communauté inter- nationale à des fins de recherche/développement/enseignement/ identification. Info sur www.angers-nantes.inra.fr/cfbp

• CRB Fruits à pépins et Rosiers (FrapeR), ce Centre de Res-sources Biologiques assure la conservation de près de 15 000 accessions en champs ou in vitro et/ou sous forme d’ADN

• CRB Apiacées légumières, qui regroupe les collections de deux espèces : la carotte (avec 447 accessions patrimoniales et 2284 accessions scientifiques) et le cerfeuil tubéreux (avec 23 accessions patrimoniales et 683 accessions scientifiques).

• 5 plateaux techniques mutualisés au sein de la SFR QUASAV�Analyses des Acides nucléiques - ANAN :

séquençage 4 capillaires et haut débit, Q-PCR, Transcriptomique, séquenceur Illu-mina MiSeq (hébergé IRHS).�Imagerie cellulaire - IMAC : binoculaire,

confocal, MEB (hébergé IRHS).�Collection de microorganismes - COMIC -

associé à CFBP (hébergé IRHS).�Analyses phytochimiques - PHYTO -

(hébergé par le SONAS).�Phénotypage - PHENOTIC : plateforme la-

bellisée Biogenouest (hébergée par le GEVES pour partie semences et IRHS pour partie plante).

Info sur www.sfrquasav-angers.org

Faits marquantsRemontée de floraison chez le rosierDémonstration du rôle central du répresseur RoKSN, homologue de TFL1 (TERMINAL FLOWER1) dans le contrôle de la remontée de floraison des rosiers et fraisier.

Iwata H., Gaston A., Remay A., Thouroude T., Jeauffre J., Kawamura K., Hi-brand-Saint Oyant L., Araki T., Denoyes B. and Foucher F. 2012. The TFL1 homologue KSN is a regulator of continuous flowering in rose and strawberry. Plant Journal. 69: 116-125.

Durabilité des résistances chez le pommier Pression différentielle exercée par les QTLs de résistance de l'hôte sur la population de pathogènes.

Lê Van A., Caffier V., Lasserre-Zuber P., Chauveau A., Brunel D., Le Cam B., Durel C.E. 2013. Differential selection pressures exerted by host resistance quantitative trait loci on a pathogen population: a case study in an apple x Venturia inaequalis pathosystem. New Phytolologist. 197:899-908

Coordination du projet EU-FP7 Fruit-BreedomicsUne approche intégrative pour intégrer la génomique dans les processus de sélection des espèces fruitières : 24 partenaires dont 6 PME, répartis dans le monde (coord: F. Laurens).

Criblage des inducteurs de défense des plantesKit pour mesurer les niveaux d'expression des marqueurs de défense dans les tissus végétaux par RT-qPCR. Brevet au-jourd'hui exploité Végépolys Innovation.

Brisset M.N. & Dugé de Bernonville T., 2011. World Patent.

Serv

ice

com

mun

icat

ion

INRA

- Ja

nvie

r 201

7

IRHS - 42 rue Georges Morel- CS 60057 - F - 49071 Beaucouzé CedexTél. : +33 (0)2 41 22 57 50 - Contact : secretariat.irhs@angers.inra.fr - Info : www.angers-nantes.inra.fr/irhs

Nouveau projet de métagénomiqueLa dynamique des populations microbiennes associées aux graines révèle une forte influence de la structure du micro-biome sur sa diversité en espèces bactériennes et fongiques.

Barret M., Briand M., Bonneau S., Préveaux A., Valière S., Bou-chez O., Hunault G., Simoneau P., Jacques M.A. 2015. Emergence shapes the struc-ture of the seed-microbiota. Appl. Environ. Micro-biol.81 (4): 1257-1266.

Physiologie des semences et tolérance au stressLocalisation subcellulaire des protéines LEA en lien avec leur rôle dans la tolérance à la dessication.

Candat A, Poupart P, Andrieu J.P., Chevrollier A, Reynier P, Rogniaux H, Avelange-Macherel M.H., Macherel D. 2013. Experimental determination of organelle targeting peptide cleavage sites using transient expression of GFP translational fusions. Analytical Biochemistry. 434: 44-51.

Longévité des grainesLe rôle des méthionine sulfoxyde réductases.

Chatelain E., Satour P., Laugier E., Ly Vu B., Payet N., Rey P., Montrichard F. 2013. Evidence for participation of the methionine sulfoxide reductase repair system in plant seed longevity. PNAS. 110(9): 3633-8.

EPICENTERUn nouveau projet sur l'épigénétique dans les plantes à mul-tiplication végétative, financé par la Région Pays de la Loire et Angers Loire Métropole : AAP Connect-talent, 1 100 000 € (lauréat : E. Bucher).

Hristova E., Fal K., Klemme L., Windels D. and Bucher E. 2015. HDA6 controls gene ex-pression patterning and DNA methylation-independent eu-chromatic silencing. Plant Physiology. in press.