Etude des déterminismes génétiques de caractères morphologiques et architecturaux chez le pommier

Genetic determinisms of apple tree architecture

• Auteur / Autrice : Vincent Ségura
• Direction : Evelyne Costes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie fontionnelle des plantes
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Montpellier, ENSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pommier

Ramifications (botanique)

Plantes -- Croissance

Génétique quantitative

Mots clés libres

Malus x domestica (Borkh. )

Résumé

Le contrôle du développement et de la forme des plantes est un enjeu important pour les espèces cultivées. Chez les arbres fruitiers, cet objectif est généralement atteint par l’utilisation de porte-greffes nanisants et la conduite culturale. Néanmoins, l’introduction des caractères architecturaux dans les schémas de sélection est considérée comme une voie prometteuse afin de réduire les coûts liés à ces pratiques. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était d’analyser les déterminismes génétiques des caractères architecturaux chez le pommier par une démarche de génétique quantitative. Une analyse architecturale prenant en compte les principaux processus architecturaux mais aussi le développement pluriannuel des arbres et la variabilité intra-arbre a été entreprise sur les 4 premières années de croissance d’une descendance F1. Des valeurs d’héritabilité élevées et un nombre important de QTLs ont été obtenus pour les caractères architecturaux étudiés. Cependant, en raison d’effets ontogéniques et climatiques, des variations des déterminismes génétiques ont été observées. Afin de caractériser ces effets, les données ont été regroupées sous forme de séquences de mesures répétées dans le temps et l’espace, et analysées au moyen de modèles linéaires mixtes permettant de décomposer la plasticité phénotypique en effets génétiques, ontogéniques et environnementaux. Des QTLs ont aussi été cartographiés pour chacun de ces effets. Par ailleurs, dans l’objectif de contribuer à la définition de critères pour les schémas d’amélioration génétique, des classifications ont été entreprises à la fois sur la base des descripteurs pertinents, mais aussi à partir de méthodes avancées de comparaison d’arborescences. A l’issue de ce travail, une méthode de phénotypage et d’analyse a été proposée et ouvre des perspectives à la fois pour l’identification des déterminismes moléculaires sous-jacents aux QTLs mis en évidence, et pour la création variétale.

Controlling plant architecture is often a desirable goal for perennial crop species. In fruit trees, this goal is generally reached by using size-controlling rootstock, pruning and training. However, the introduction of architectural traits in selection schemes constitutes a promising way to reduce the pruning and training costs. Within this context, the present study aimed at analysing the genetic determinism of architectural traits in apple tree through a quantitative genetics approach. An architectural analysis including main architectural processes and both perennial development and within-tree variability was performed thorough the 4 first years of growth of a F1 progeny. High heritability values and a large number of QTL were found for the architectural traits studied. However, because of ontogenetic and climatic effects, a variation in the genetic parameters was observed. To characterise these effects, the data were gathered in sequences of temporal and spatial repeated measurements and analysed through mixed linear models of repeated data that allowed a dissection of phenotypic plasticity into genetic, ontogenetic and environmental effects. QTLs were also mapped for each of these effects. In addition, in order to define architectural traits for breeding schemes, clustering methods were carried out both on the basis of relevant descriptors and from advanced tree graph comparison methods. At the end of this work, a phenotyping and analysing method has been proposed and opens up perspectives both toward the identification of molecular determinisms underlying the QTLs found and for breeding purpose.