Nouveaux modèles pour la mise en oeuvre de l'évaluation pangénomique dans le programme d'amélioration du peuplier

New models for implementation of genome-wide evaluation in black poplar breeding program

• Auteur / Autrice : Marie Pegard
• Direction : Leopoldo Sanchez Rodriguez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique amélioration variétale
• Date : Soutenance le 19/12/2018
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des Arbres et de la Forêt (Orléans ; 2018-....) - Institut national de la recherche agronomique (France). Centre de recherches (Orléans)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Maury
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Leopoldo Sanchez Rodriguez, Stéphane Maury, Mathilde Causse, Zulma Gladis Vitezica, Dominique de Vienne, Sophie Bouchet, Timothée Flutre, Véronique Jorge
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mathilde Causse, Zulma Gladis Vitezica

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique forestière

Peupliers

Mots clés libres

Populus nigra

Selection génomique

Imputation vers la séquence

Populus nigra

Genomic selection

Sequence imputation

Proof of concept

Résumé

Les espèces forestières sont particulières à bien des égards par rapport aux autres espècesdomestiquées. Les arbres forestiers ont de longues phases juvéniles, entrainant de long et couteuxcycles de sélection et nécessitant une sélection en plusieurs étapes indépendantes. Bien que cetteméthode soit efficace du point de vue opérationnel, elle reste couteuse en temps et en ressources,entrainant une dilution de l’intensité et de la précision de sélection. Au vu de ces contraintes,les arbres sont de bons candidats pour la mise en oeuvre de l’évaluation génomique. La sélectiongénomique (SG) repose sur le classement et la sélection d’individus à partir de l’informationcontenu dans leur génome sans utilisé une étape d’évaluation phénotypique et ainsi accélérerle processus de sélection.Ce travail visait à identifier les situations, les critères et les facteursdans lesquelles la SG pourrait être une option réalisable pour le peuplier. Notre étude a montréque les avantages de l’évaluation génomique dépendent du contexte. C’est dans des situationsles moins avantageuse que l’évaluation génomique se montre la plus performante, elle profiteégalement de la densification de l’information génétique de faible à moyenne suite à une étaped’imputation de haute qualité. La sélection génomique pourrait être une option intéressante àstade précoce, où la précision de la sélection est généralement faible et la variabilité génétiqueabondante. Notre travail a également montré qu’il est important d’évaluer les performancesavec des critères alternatifs, comme ceux liés au classement, notamment lorsque ces critèresrépondent au contexte opérationnel du programme d’élevage étudié.

Forest species are unique in many ways compared to other domesticated species. Forest trees have long juvenile phases, leading to long and costly selection cycles and requiring selection in several independent stages. Even if this method is operationally effective, it remains costly in terms of time and resources, resulting in a diluted intensity and accuracy of selection.In view of these constraints, trees are good candidates for the implementation of genomic evaluation. Genomic selection (SG) is based on the classification and selection of individuals from the information contained in their genome without using a phenotypic evaluation step and thus accelerating the selection process, in order to identify the situations, criteria and factors in which SG could be a feasible option for poplar. Our study showed that the benefits of genomic evaluation are context-dependent. Genomic evaluation is most effective in theless-advantageous situations, it also benefits from low to medium density genetic information following a high-quality imputation step. Genomic selection could be an interesting option at an early stage, when the accuracy of selection is generally low and genetic variability is abundant.Our work has also shown that it is important to evaluate performance with alternative criteria,such as those related to ranking, especially when these criteria fit the operational context of the breeding programme under study.