Utilisation des marqueurs moléculaires pour la création de variétés synthétiques

par Laurence Pauly

Thèse de doctorat en Agronomie

Sous la direction de Bernadette Julier et de Sandrine Flajoulot.

Soutenue en 2012

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018) .

mots clés

• Plantes -- Amélioration génétique
• Graminées
• Plantes -- Maladies
• Plantes -- Croissance
• Sondes moléculaires

Résumé

La Sélection Assistée par Marqueurs (SAM) est un outil d'aide à la sélection largement étudié pour l'obtention des variétés lignées ou hybrides mais peu d'auteurs ont traité de l'obtention des variétés synthétiques. Ces dernières sont sélectionnées à partir de descendances de polycross qui sont en fait des populations biparentales connectées. L'objectif de cette thèse est de développer des méthodologies pour utiliser la SAM dans le schéma de sélection du ray-grass anglais en prenant comme exemples de caractères la hauteur de plante et la résistance à la rouille couronnée. Dans une première partie, à partir de trois populations biparentales connectées par un parent commun, l'analyse multipopulations connectées du logiciel MCQTL s'est révélée plus performante pour identifier des allèles favorables que la détection réalisée dans chacune des populations. Cette méthode a permis de détecter un grand nombre de QTL (Quantitative Trait Loci) malgré une base génétique étroite du matériel élite utilisé. Dans une deuxième partie, ce type d'analyse a permis de détecter des QTL directement à partir du matériel de sélection tout en mettant en évidence les contraintes liées à ce type de matériel. L'utilisation des QTL au sein des schémas de sélection pose la question de leur stabilité dans différents fonds génétiques. Ainsi dans une dernière partie, il a été montré que seuls les QTL ayant des effets forts sont stables. Ces résultats ont permis d'apporter des propositions d'implémentation de la SAM chez les espèces commercialisées sous forme de variétés synthétiques, en plaçant les phases de détection de QTL directement dans le schéma de sélection.

Titre traduit

Use of molecular markers to create synthetic varieties

Résumé

Marker Assisted Selection (MAS) is a widely studied tool for the creation of line and hybrid varieties but few authors analyzed its implementation for the creation of synthetic varieties. Synthetic varieties are selected from polycross progenies which are biparental connected populations. The objective of this thesis consisted in developping methodologies to implement MAS in the breeding scheme of perennial ryegrass, taking plant height and crown rust resistance as example traits. In the first part, based on three biparental populations connected by a common parent, the multipopulation connected analysis from MCQTL software was more powerful for the identification of favorable alleles than the detection within each population. Numerous QTL (Quantitative Trait Loci) were detected by using this method, in spite of a narrow genetic basis of the “élite” studied material. In the second part, the same multipopulation connected analysis enabled us to detect QTL directly in breeding material, while revealing the constraints by using this type of material. The use of QTL in breeding schemes raises the question of their stability across different genetic backgrounds. Thus, in the last part, it was shown that only QTL with strong effects were stable over different genetic backgrounds. As a result of this thesis, a strategy, based on QTL detection directly in the breeding material is suggested in order to implement MAS in species commercialized as synthetic varieties.