4 PhD-posities binnen de gecoördineerde actie GA-GENOMICS: GA-GENOMICS: Diepduiken in de genomische diversiteit van (meta)populaties

Transcriptie

1 Het Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO) behoort als wetenschappelijke instelling tot het beleidsdomein Landbouw en Visserij van de Vlaamse Overheid. Het ILVO is een multidisciplinaire instelling met focus op de ondersteuning van een duurzame land- en tuinbouw en plattelandsontwikkeling. Het ILVO heeft ter beschikking: 4 PhD-posities binnen de gecoördineerde actie GA-GENOMICS: GA-GENOMICS: Diepduiken in de genomische diversiteit van (meta)populaties Het GA-GENOMICS project is een initiatief waarbij een team van onderzoekers een gemeenschappelijk Genomics Platform opricht om het genomics onderzoek van de ILVO-eenheden Plant, Dier en Technologie en Voeding te bundelen. Binnen dit project worden vier nieuwe PhD projecten gestart. ILVO s onderzoeksfocus ligt op het raakvlak tussen fundamenteel en toegepast onderzoek. Deze GA-GENOMICS is bij uitstek multidisciplinair onderzoek dat leidt tot kruisbestuivingen tussen verschillende wetenschappelijke vakgebieden van ILVO. Het GA-GENOMICS team wordt gevormd door 20 onderzoekers van de verschillende ILVO-eenheden en vier academische promotoren van UGent en KULeuven. De vier PhD studenten zullen aan de hand van specifieke studies telkens een brug slaan tussen het onderzoek van de ILVO-eenheden (Plant, Dier en Technologie en Voeding). GA-GENOMICS is ingebed in lopende onderzoeksprojecten, waardoor de PhD studenten de mogelijkheid hebben tot samenwerking binnen een internationaal kader. De PhD studenten worden ook actief betrokken bij interne opleidingen voor en door collega s en worden gestimuleerd om deel te nemen aan workshops, congressen en werkbezoeken aan (inter)nationale onderzoeksinstituten. Door de geïntegreerde structuur levert elk PhD topic een bijdrage aan de opbouw van het Genomics Platform. Hierbij speelt intensief onderling overleg en de uitwisseling van hulpbronnen, expertise, ervaringen en gegevens een belangrijke rol. Het GA-GENOMICS onderzoek richt zich op de biologische eigenschappen van planten, dieren en microbiële populaties in interactie met hun omgeving. In de landbouw en visserij is onderzoek naar de eigenschappen en dynamiek van populaties belangrijk voor de ontwikkeling van duurzame productiesystemen. Denk bijvoorbeeld aan plantenveredeling, inperking van invasieve soorten, gemeenschappen van micro-organismen die voor gezondere planten zorgen of voor dieren met een lagere ecologische voetafdruk, of microbiële biodegradatie van microplastics. Het implementeren van een Genomics Platform op ILVO sluit aan bij de wereldwijde revolutie in het genomisch onderzoek door de introductie van next generation sequencing (NGS) technologieën. Deze technologieën maken het mogelijk om dergelijke populaties genetisch te karakteriseren met ongeëvenaarde resolutie, snelheid en compleetheid. Kennis van de samenstelling van de populatie, de genetische diversiteit en de aanwezige genfuncties leidt tot beter inzicht in de biologische eigenschappen en de dynamische veranderingen in respons tot omgevingsfactoren. Daarmee kunnen selectie- of beheersmaatregelen ontwikkeld worden om de populatiesamenstelling te sturen en te optimaliseren.

2 Het GA-GENOMICS Platform dat binnen dit project opgebouwd zal worden bestaat uit een Experimentele Toolbox en een Bio-informatica Platform: De Experimentele Toolbox bundelt kennis en geoptimaliseerde protocollen voor NGS op populatieschaal. Dit omvat bijvoorbeeld generieke methoden voor staalvoorbereiding, DNA-bibliotheek preparatie en NGS en houdt vier basisapplicaties voor ogen: genotyping-by-sequencing, targetted resequencing, 16S metagenomics en whole genome shotgun metagenomics. Deze tools maken het mogelijk om dynamische veranderingen in de samenstelling, de functionaliteit en de biologische eigenschappen van populaties en microbiële metapopulaties te bestuderen. Het Bio-informatica Platform bestaat uit beschikbare en nieuw te ontwikkelen bio-informatica methodologieën en software voor de analyse, interpretatie en visualisatie van genomen en genetische diversiteitsdata van populaties en van microbiële metapopulaties. Dit omvat bijvoorbeeld software met grafische interface, online data-analyse applicaties en in-huis ontwikkelde scripts, procedures en workflows. Voor de interpretatie van genfuncties en genetische diversiteit maken we gebruik van computationele methoden, relationele databanken en publiek beschikbare sequentie-data. Voor de vier PhD projecten van GA-GENOMICS werden zes relevante ILVO-studies geselecteerd. Ze onderzoeken telkens de relatie tussen de genomische samenstelling en de biologische eigenschappen van (meta)populaties. PhD 1 ontwikkelt computationele methoden voor de functionele interpretatie en visualisatie van populatieschaal NGS data. De data en data-analyse methoden worden uitgewisseld met de drie andere PhD studenten. PhD 2 bestudeert de drijvende factoren die aan de basis liggen van het adaptieve vermogen van Engels raaigras en ribkwalpopulaties. PhD 3 focust op de invloed van microbiële populaties in de rhizosfeer op plantengezondheid en bij de afbraak van microplastics in zeewater. PhD 4 onderzoekt gastro-intestinale microbiële gemeenschappen en focust op het effect van voederadditieven op methaanproductie bij runderen en antibioticaresistentie ontwikkeling bij varkens.

3 PhD-positie 2: Identificatie van adaptatiedrivers in populaties van eukaryoten m.b.v. genomic tools: selectie in raaigras en adaptatie van ribkwal Situering in ILVO Naam Eenheden: Plant Dier Onderzoeksdomeinen: Groei en Ontwikkeling Aquatisch Milieu en Kwaliteit Wetenschappelijk Directeurs: Isabel Roldán-Ruiz Kris Cooreman Promotors ILVO/Contactpersonen: Isabel Roldán-Ruiz Johan Robbens Adres: Caritasstraat 21 Ankerstraat 1 B-9090 Melle B-9400 Oostende isabel.roldan-ruiz@ilvo.vlaanderen.be johan.robbens@ilvo.vlaanderen.be tel: +32(0) (0) De onderzoeksfocus in PhD 2 ligt op de ontwikkeling en implementatie van NGS technologieën voor de screening van eukaryote populaties: enerzijds populaties onder selectiedruk (raaigras) en anderzijds populaties aangepast aan specifieke omgevingsfactoren (ribkwal). Via een genoomwijde benadering wordt er gezocht naar genomische regio s die belangrijk zijn voor selectie of adaptatie. Bij Engels raaigras (Lolium perenne), een belangrijk voedergewas, worden populaties onderzocht die onder selectiedruk staan. Het doel is om genen te identificeren die gekoppeld zijn met opbrengst en kwaliteitseigenschappen, en finaal selectie/veredeling strategieën te optimaliseren. Hierin onderzoeken we de mogelijkheid om het grasland agro-ecosysteem als selectieomgeving te gebruiken om beter geadapteerde genotypes te identificeren. Rassen van Engels raaigras zijn immers zeer diverse populaties. Eens zij op het veld uitgezaaid worden, vinden genetische verschuivingen over de tijd plaats ten gevolge van de overleving van een subset van genotypes. In dit doctoraat willen we de genomische samenstelling van het oorspronkelijke ras en van de subpopulatie die overblijft na selectie vergelijken om zo genoomregio s te identificeren die aan de basis liggen van adaptatie aan de toegepaste uitbatingcondities. Het gebruik van NGS technologieën laat toe om dit met een zeer hoge genomische resolutie te doen. Verdere in silico functionele annotatie van de genen gelokaliseerd in deze genoomregio s kan hypotheses opleveren over de eigenschappen die relevant zijn voor een goede overlevingskans onder de getoetste omstandigheden. In een volgende fase dienen deze hypotheses getest te worden. Meer specifiek kan met NGS methoden zoals targetted resequencing, de allelische diversiteit in deze genen bestudeerd worden om trait-allel associaties te identificeren en hypotheses te valideren. Voor de Amerikaanse Langlob ribkwal (Mnemiopsis leidyi) bestuderen wij de biologie van populaties uit de Noordzee en identificeren wij de factoren die de verspreiding van de soort beïnvloeden, om doeltreffende beheersmaatregelen te ontwikkelen. De ribkwal is een omnivoor en vormt daarom een bedreiging voor onze visgronden. Bovendien heeft de kwal een impact op toerisme en industrie. Het is onduidelijk of de aanwezigheid in de Noordzee het gevolg is van herintroducties via ballastwater, via migratie vanuit andere zeeën of dat M. leidyi toch kan overleven in deze regio. De (gen)adaptaties die populaties in staat stellen te gedijen onder bepaalde omgevingscondities zijn momenteel niet gekend. Kennis hieromtrent is echter van groot belang, vooral voor het goed beheer.

4 Onder meer temperatuur en saliniteit zijn limiterende factoren voor hun verspreiding - cfr. bedreiging bij opwarming van het klimaat. Met behulp van NGS technieken zullen wij de tempo-spatiale structuur van deze populaties in kaart brengen: wanneer komt de ribkwal voor en waar? Dit zal ons toelaten om de dynamiek van deze populaties beter te begrijpen. Bovendien zullen deze populaties gekenmerkt worden door een adaptatie aan bepaalde omgevingsfactoren, en deze adaptaties kunnen via een genoom-wijde NGS aanpak worden geassocieerd met specifieke verschillen op bepaalde genetische loci tussen populaties. De volgende activiteiten kaderen binnen dit onderzoeksproject: Genoomwijde screening van raaigras- en ribkwalpopulaties om genoomregio s betrokken in adaptatie/selectie te identificeren. Hiervoor worden geschikte protocollen voor genotyping-by-sequencing voor beide soorten ontwikkeld. In silico functionele annotatie van genen waarvoor signalen van adaptatie/selectie gevonden worden om pathways onderliggend aan de adaptatie/selectie in ribkwal/raaigras te identificeren en werkhypotheses over adaptatie/selectie mechanismen te formuleren. Hiervoor wordt nauw samengewerkt met PhD1. Validatie van de werkhypotheses geformuleerd onder 2, aan de hand van NGS technologieën zoals targetted resequencing. Ons aanbod Deze PhD is een samenwerking tussen de eenheid Plant en de eenheid Dier van het ILVO. De onderzoeksgroep Groei en Ontwikkeling binnen de Eenheid Plant, gelokaliseerd in Melle, is een multidisciplinaire onderzoeksgroep met een mix van een 12-tal jonge en senior onderzoekers. We voeren strategisch basisonderzoek naar de werking van plantengenomen en hun interactie met omgevingsfactoren. Hiervoor maken wij gebruik van geavanceerde technologieën inzake plantenfysiologie, biochemie, beeldanalyse, genetica en genomics. De gegenereerde kennis wordt vertaald naar innoverende teeltmethoden en veredelingstoepassingen. De Sectie Chemische Monitoring en Producttechnologie Eenheid Dier Aquatisch Milieu en Kwaliteit onderzoekt de impact van antropogene effecten op het mariene ecosysteem. Dit vereist een multidisciplinaire aanpak, met zowel chemische, biochemische, toxicologische en genetische analyses. Daarom is de groep samengesteld uit een mix van een 18-tal onderzoekers met een verschillende achtergrond. Deze complementaire aanpak leidt dan tot een risico-analyse (o.a. chemische contaminanten, invasieve soorten). Binnen de groep gebeuren voornamelijk labo-analyses, doch campagnes op zee voor staalname zijn hier ook een belangrijk aspect van. Je zal terechtkomen in een dynamische werkomgeving met aantrekkelijke arbeidsvoorwaarden. Als deel van het Genomics team zal je bepaalde verantwoordelijkheden krijgen en wordt er verwacht dat je een bijdrage zal leveren aan algemene taken binnen het project. Je profiel Je hebt een Master diploma in de (bio)wetenschappen, bio-ingenieurswetenschappen of een gelijkwaardig relevant Masterdiploma en een sterke interesse in populatiegenetica, databeheer en -analyse, bio-informatica en genomics.

5 Algemene voorwaarden en richtlijnen Je profiel Je behaalde minimaal onderscheiding voor je Master diploma. Je bent gefascineerd door wetenschappelijk onderzoek en bent gemotiveerd om aan een PhD te werken. Je neemt graag initiatief, je bent creatief, enthousiast, ambitieus en werkt resultaatgericht. Je bent bereid om actief bij te dragen tot een stimulerende werkomgeving. Je kan zelfstandig werken maar werkt eveneens graag in een team. Je bent sociaal vaardig en schrikt er niet voor terug om het woord te nemen in groep. Je hebt een vlotte pen, een goede mondelinge uitdrukkingsvaardigheid. Je spreekt en schrijft vlot in het Engels. Algemene voorwaarden Meer informatie over de arbeidsvoorwaarden en het reglement vind je op de ILVO website. Voor vragen in verband met het verloningspakket als doctoraatsbursaal, contacteer de personeelsdienst van ILVO. Hoe solliciteren? Geïnteresseerde kandidaten versturen een motivatiebrief, visietekst en CV, met duidelijke vermelding van hun voorkeursonderwerp(en), naar Erik Van Bockstaele, Administrateur Generaal, In de visietekst (maximaal 5 pagina s) benadruk je hoe je zou omgaan met de verschillende uitdagingen die zich stellen binnen dit GA-GENOMICS project. Mogelijke uitdagingen zijn, naast de inhoudelijke uitdagingen geschetst per PhD, de integratie van technologische aspecten en de biologische vraagstelling en de samenwerking met andere PhD studenten. Bijkomende informatie over het project kan verkregen worden via de contactpersoon. Reageren kan tot maandag 11 november. Verder verloop Potentieel geschikte kandidaten worden uitgenodigd op een selectiegesprek in november.