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Projet de recherche : Biologie intégrative et sélection génomique chez la vigne

Dans le cadre des efforts continuels d’INRAE pour promouvoir une agriculture à la fois performante et respectueuse de l’environnement et en même temps anticipant les effets du changement climatique, la création de nouvelles variétés de vigne résistantes aux principales maladies telles que le mildiou et l’oïdium constitue un enjeu stratégique. Pour accélérer et diversifier cette création variétale, avec l’objectif de produire des variétés non seulement résistantes mais aussi adaptées à la production de vins de haute qualité, mon projet consiste principalement à incorporer la génomique dans les cycles de sélection via une stratégie de sélection génomique qui permet d’optimiser la capacité de prédire l’expression de caractères d’intérêt à partir de combinaisons de gènes présentes dans les populations sélectionnées. Ce projet vise ainsi à :

  • comprendre davantage le déterminisme génétique des caractères d’intérêt chez la vigne afin d’utiliser cette information pour l’innovation variétale
  • réduire les cycles de sélection tout en augmentant le nombre de génotypes évalués pour accroitre le progrès génétique
  • diversifier les idéotypes de vigne pour une adaptation aux différentes régions viticoles en optimisant les combinaisons de caractères à intégrer dans le processus de sélection

L’exploitation optimale de données de nature variée (génomique, transcriptomique, métabolomique etc.) dans une approche de biologie intégrative permet de prendre en compte l’ensemble des ressources stratégiques pour mener à bien ce travail.

Projets de recherche / Coordination

  • GrapeBreed4IPM (2024-2028, 5.6M€) : Developing sustainable solutions for viticulture through multi-actor innovation targeting breeding for integrated pest management. Ce projet Horizon Europe vise à répondre à l'ambition de l'UE de réduire de 50% l'usage des produits phytosanitaires d'ici 2030, en mettant l'accent sur la viticulture, grande consommatrice de ces produits. Il implique 19 partenaires et 2 partenaires associés et se concentre sur le développement et l'adoption de nouvelles variétés de vigne résistantes aux maladies principales, afin de limiter l'utilisation des traitements chimiques. GrapeBreed4IPM propose une approche multi-acteurs pour avancer la recherche variétale, surmonter les obstacles à l'adoption des nouvelles variétés et fournir des outils d’aide à la décision pour une gestion durable des vignobles. Le projet s'articule autour de 7 workpackages, allant de l'innovation variétale à la formation et la dissémination des connaissances pour favoriser une meilleure adoption des pratiques durables en viticulture.
  • Projet de thèse (2022-2025) : Optimisation de la sélection de variétés de vigne résistantes aux maladies par prédictions génomiques et phénomiques. Financement 50% département BAP INRAE, 50% Organisation Internationale de la Vigne et du Vin (OIV). Cette thèse capitalise sur tout le matériel végétal créé dans le cadre du programme d’innovation variétale INRAE-ResDur pour mettre en place et optimiser des modèles de prédiction de caractères et évaluer leur précision comparativement à la sélection phénotypique conventionnelle déjà réalisée.
  • MetabOptimum (Projet scientifique, 2023-2024, 18K€) : Prédictions en innovation variétale chez la vigne : optimisation de l’échantillonnage pour les analyses métabolomiques et phénomiques. Financement par le département BAP INRAE.
  • SelGenVit (2020-2024, 170K€) : Sélection génomique au service de l'amélioration de la vigne pour la diversification et le déploiement de variétés résistantes à forts potentiels œnologiques. Ce projet ANR Ecophyto Maturation, vise à constituer un panel de référence pour la sélection génomique chez la vigne. Ce panel, constitué de façon judicieuse pour intégrer un ensemble de génotypes stratégiques pour la création variétale, est implanté sur 4 sites en France pour évaluer dans le même temps, les effets de l’environnement. Le but poursuivi est de travailler au plus proche avec les partenaires régionaux en leur proposant la sélection génomique comme un outil d’aide à la décision dans le cadre de leurs programmes de sélection variétale pour obtenir de nouvelles variétés résistantes et adaptées à leurs différentes régions. Ce projet est mis en œuvre avec l’Unité expérimentale de Colmar, l’équipe DAAV INRAE de Montpellier et l’IFV.

Publications récentes

  • Chedid E., Avia K., Dumas V., Ley L., Reibel N., Butterlin G., Soma M.,Lopez-Lozano, R., Baret F., Merdinoglu D. & Duchêne, É. (2023). LiDAR Is Effective in Characterizing Vine Growth and Detecting Associated Genetic Loci. Plant Phenomics, 5, 0116. https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0116
  • Avia K., Schneider C., Onimus C., Arnold G., Dumas V., Umar-Faruk A., Butterlin G., Dorne M.-A., Alais A., Jaegli N., Lacombe M.-C., Piron M.-C., Prado E., Wiedemann-Merdinoglu S., Mestre P., Duchêne É., Merdinoglu D. (2023). The French grapevine breeding program ResDur: state of the art and perspectives. IVES Conference Series. https://hal.inrae.fr/hal-04231604
  • Trapp O., Avia K., Eibach R., Töpfer R. (2023). How to deal with the Green Deal – Resistant grapevine varieties to reduce the use of pesticides in the EU. IVES Conference Series. https://hal.inrae.fr/hal-04231667
  • Kujala S. T., Avia K., Kumpula T. A., Kärkkäinen H., Heikkinen J., Kärkkäinen K., Savolainen O. (2023). Within and between population comparisons suggest independently acting selection maintaining parallel clines in Scots pine (Pinus sylvestris). Evolution Letters. DOI: 10.1093/evlett/qrad054
  • Shi X., Cao S., Wang X., Huang S., Wang Y., Liu Z., Liu W., Leng X., Peng Y., Wang N., Wang Y., Ma Z., Xu X., Zhang F., Xue H., Zhong H., Wang Y., Zhang K., Velt A., Avia K., Holtgräwe D., Grimplet J., Matus J.T., Ware D., Wu X., Wang H., Liu C., Fang Y., Rustenholz C., Cheng Z., Xiao H., Zhou Y. (2023). The complete reference genome for grapevine (Vitis vinifera L.) genetics and breeding. Hortic Res. 10(5). https://doi.org/10.1093/hr/uhad061
  • Chen X., Avia K., Forler A., Remoué C., Venon A., Rousselet A., Lucas G., Kwarteng A.O., Rover R., Le Guilloux M., Belcram H., Combes V., Corti H., Vazquez S., Falque M., Alins G., Kirisits T., Ursu T.M., Roman A., Volk G.M., Bazot S., Cornille A. (2023). Ecological and evolutionary drivers of phenotypic and genetic variation in the European crabapple (Malus sylvestris (L.) Mill.), a wild relative of the cultivated apple. Annals of Botany, 131(6), 1025-1037, https://doi.org/10.1093/aob/mcad061
  • Kastally C., Niskanen A., Perry A., Kujala S., Avia K., Cervantes S., Haapanen M., Kesälahti R., Kumpula T., Mattila T. et al. (2022-03). Taming the massive genome of Scots pine with PiSy50k, a new genotyping array for conifer research. Plant Journal, 109 (5), 1337-1350, https://dx.doi.org/10.1111/tpj.15628
  • Mignerot L., Avia K., Luthringer R., Lipinska A.P., Peters A.F., Cock J.M., Coelho S.M. (2019). A key role for sex chromosomes in the regulation of parthenogenesis in the brown alga Ectocarpus. Plos Genetics, 15 (6). , DOI : https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008211
  • Arun A., Coelho S.M., Peters A.F., Bourdareau S., Peres L., Scornet D., Strittmatter M., Lipinska A.P., Yao H., Godfroy O., Montecinos G.J., Avia K., Macaisne N., Troadec C., Bendahmane A., Cock J.M. (2019). Convergent recruitment of TALE homeodomain life cycle regulators to direct sporophyte development in land plants and brown algae. eLife , 8. , DOI : 10.7554/eLife.43101
  • Avia K., Lipinska A.P., Mignerot L., Montecinos A.E., Jamy M., Ahmed S., Valero M., Peters A.E., Cock J.M., Roze D., Coelho S.M. (2018). Genetic Diversity in the UV Sex Chromosomes of the Brown Alga Ectocarpus. Genes, 9 (6). , DOI : 10.3390/genes9060286
  • Avia K., Coelho S.M., Montecinos G.J., Cormier A., Lerck F., Mauger S., Faugeron S., Valero M., Cock J.M., Boudry P. (2017). High-density genetic map and identification of QTLs for responses to temperature and salinity stresses in the model brown alga Ectocarpus. Scientific Reports, 7, 43241. , DOI : 10.1038/srep43241

Parcours

  • Septembre 2023 : Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) de l’Université de Strasbourg. Titre : De la compréhension du déterminisme génétique de caractères d'intérêt chez les plantes vers le développement d'approches prédictives pour l'innovation variétale chez la vigne.
  • Janvier 2019 : Chargé de recherche INRAE Colmar
  • 2018 : Post-doc à l’UMR Agroécologie de Dijon au sein de l’équipe « Espèces Cibles Protéagineux » dirigée par Judith Burstin
    • Analyses de génétique d’association et développement de la sélection génomique chez le pois protéagineux
  • 2014-2017 : Post-doc à la Station Biologie CNRS-Sorbonne Universités de Roscoff, au sein des équipes « Génétique des algues » (dirigée par Susana Coelho et Mark Cock) et « Biologie évolutive et écologie des algues » (dirigée par Myriam Valéro)
    • Étude des bases génétiques de la croissance en conditions de stress fortes températures et faibles salinités chez l’algue brune modèle Ectocarpus sp.
    • Analyses phylogénétiques du complexe d’espèces Ectocarpus
    • Génétique du déterminisme du sexe chez les algues
  • 2009-2013 : Post-doc à l’Université d’Oulu en Finlande, dans le groupe « Génétique des plantes » dirigé par Prof. Outi Savolainen
    • Étude des bases génétiques de l’adaptation à la photopériode et au stress gel chez le pin sylvestre (Pinus sylvestris)
  • 2005-2008 : Thèse de doctorat à l’INRA d’Estrées-Mons, encadré par Isabelle Lejeune-Hénaut
    • Colocalisation de gènes candidats positionnels avec des QTL de la tolérance au gel chez Medicago truncatula

Collaborations