Localisation de régions du génome du pommier contrôlant la variation de caractères de qualité du fruit et de résistance aux maladies : signatures de sélection et génétique d'association

Localization of genomic regions controlling the variation of fruit quality and disease resistance traits in apple : selection signatures and association genetics

• Auteur / Autrice : Diane Leforestier
• Direction : Charles-Éric Durel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes, biotechnologies animales, végétales et microbiennes
• Date : Soutenance le 29/06/2015
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie moléculaire des semences (Unité mixte de recherche INRA-INH-Université d'Angers) - Institut de Recherche en Horticulture et Semences / IRHS
• Jury : Président / Présidente : Philippe Simoneau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Mariette
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Brigitte Courtois, Yves Vigouroux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Feu bactérien

Tavelure du pommier

Résistance aux fléaux

Pommier

Polyphénols végétaux

Acide (goût)

Fruits -- Qualité

Étude d'association pangénomique

Amélioration génétique

Pommier -- Variétés

Mots clés libres

Signatures de sélection

Acidité

Polyphénols

Malus domestica

Gwas

Signatures of selection

Fruit quality

Acidity

Polyphenols

Resistance

Venturia inaequalis

Erwinia amylovora

Résumé

Depuis la domestication du pommier, l’homme a progressivement sélectionné des variétés plus performantes, notamment pour la qualité du fruit, la productivité ou la résistance aux pathogènes. Les bases génétiques de ces caractères ont été explorées par cartographie en descendances F1 ne permettant d’explorer qu’une infime partie de la diversité génétique disponible.L’objectif de la thèse portait sur l’analyse des bases génétiques de caractères de qualité du fruit et de résistance du pommier à la tavelure et au feu bactérien dans des collections représentant une diversité plus large. Le génotypage de core collections de variétés anciennes s’est fait à l’aide de deux puces 8k et 480kSNPs ou grâce à du ré-séquençage de gènes. Des traces de différenciation génétique entre pommes à cidre et à couteau ont été identifiées et partiellement reliées à la voie des polyphénols. Après analyse de l’étendue du déséquilibre de liaison à large et fine échelle, une approche de génétique d’association a permis l’identification de régions génomiques associées à la variation de plusieurs caractères de qualité du fruit, dont le haut du groupe de liaison 16 rassemblant l’acidité (locus Ma), la fermeté, la jutosité et l’amertume (gène LAR). Pour la résistance au feu bactérien, une région contenant un homologue du gèneNPR1 (activateur de défenses) a été identifiée.Cette thèse a ainsi permis de préciser la localisation potentielle de QTLs identifiés préalablement par cartographie génétique et d’identifier de nouvelles ressources utiles dans de futurs programmes de sélection assistée par marqueurs.

Since apple domestication, humans have progressively selected improved varieties, especially for traits linked with fruit quality, productivity or resistance to pathogens. The genetic bases underlying these traits have been explored thanks to genetic mapping in F1 segregating populations that only allows the study of a small part of the available genetic diversity. The aim of this work was to analyze the genetic bases of fruit quality and disease resistance against apple scab and fire blight, in collections of old apple varieties representing a much larger diversity. Genotyping of core collections was performed either with arrays of 8k and 480k SNPs or by resequencing of chosen genes. Signs of genetic differentiation were identified between cider and dessert apples and were partially linked to the polyphenols pathway. After studying linkage disequilibrium, both on a large and a small scale, an association genetics approach allowed the identification of genomic regions associated with the variation of several fruit quality traits. Especially, the top of linkage group 16 was found to be linked with acidity (locus Ma), firmness, juiciness and bitterness (LAR gene). Concerning the resistance of apple to fire blight, a region containing a homolog of the NPR1 gene (defense activator) was identified. This thesis allowed the refining of the putative localization of previously identified QTLs and the identification of new genetic resources that could be useful in future selection programs using marker assisted selection.