Etude et compréhension du déterminisme génétique et moléculaire de la remontée florale chez le fraisier

Study and understanding of genetic and molecular mechanism of the continuous flowering in strawberry (Fragaria)

• Auteur / Autrice : Amelia Gaston
• Direction : Béatrice Denoyes-Rothan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 17/12/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Jury : Président / Présidente : Michel Hernould
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Fouche, Laurent Torregrosa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Marie Chèvre, Bernadette Julier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Locus à caractère quantitatif

Floraison

génétique

Fraisiers

Mots clés libres

Transition florale

Remontée florale

Approche QTL

Approche gène candidat

Fragaria

Floral transition

Continuous flowering

QTL approach

Candidate gene approach

Fragaria

Résumé

La transition florale est un évènement clef dans la vie d’une plante. Chez le fraisier, la compréhension des mécanismes génétiques de cette transition est un enjeu majeur pour mieux contrôler la production de fruits. La transition florale peut être étudiée à travers la remontée florale, qui est la capacité d’une plante à fleurir tout au long de la période végétative. Le fraisier cultivé octoploïde, F. x ananassa, comme le fraisier diploïde, F. vesca, présentent des génotypes remontants capables de fleurir en continu. L’objectif de cette thèse est de comprendre le déterminisme génétique et moléculaire de la remontée florale chez Fragaria. Ce travail a montré que chez les fraisiers diploïde et octoploïde, le caractère ‘remontée florale’ est contrôlé par deux verrous génétiques différents localisés à des positions non orthologues. Chez le fraisier diploïde, le gène FvKSN responsable de la remontée florale a été identifié et code pour un homologue du répresseur floral TFL1. Chez les génotypes remontants, ce gène présente une délétion dans la partie codante conduisant à une protéine non fonctionnelle, incapable de réprimer la floraison. Chez le fraisier octoploïde, le QTL majeur détecté contrôlant la remontée florale est lié à la production de stolons de manière antagoniste, suggérant l’existence d’une région génomique où s'exerce une compétition entre multiplication végétative et la reproduction sexuée. Cette région génomique comprend plusieurs gènes candidats intéressants dont FT, activateur de la floraison.Une hypothèse suggérée par ce travail est que chez le fraisier, l’alternance entre phase végétative et phase reproductive est liée à l’équilibre entre les gènes FvKSN, homologue de TFL1, et FvFT, homologue de FT. La remontée florale serait la conséquence d’une modification de cet équilibre entre ces deux gènes en faveur du développement reproductif.

The floral transition is a key event in plant life. In strawberry, understanding the genetic mechanisms of floral transition is a major issue for better control of fruit production. This transition is studied through the continuous flowering, which is the ability to flower throughout the growing season. Both, the octoploid cultivated strawberry, F. x ananassa, as the woody diploid strawberry, F. vesca, displayed continuous flowering genotypes. The objective of this work is to decipher the genetic and molecular mechanism of the continuous flowering in Fragaria.This work has shown that in diploid and octoploid strawberry the continuous flowering is controlled by two different genetic 'keys' located at non-orthologous position. In diploid strawberry, the gene FvKSN responsible of continuous flowering was identified and encodes a homologous to the TFL1 floral repressor. In the continuous flowering genotypes, this gene has a deletion in the coding region leading to a nonfunctional protein unable to repress flowering. In the octoploid strawberry, the major QTL controlling both the recurrent flowering and the runner production was identified. These traits were antagonist, which suggests competition between vegetative propagation and sexual reproduction in this region. This genomic region contains several interesting candidate genes whose FT, an activator of flowering.A hypothesis could be proposed. In strawberry, the switch between vegetative and reproductive phase is linked to balance between two genes, FvKSN, homologous to TFL1 and FvFT homologous to FT. Continuous flowering would be the consequence of balance modification between this two genes to the benefit of floral development.