Déterminants génétiques et prédictions de la germination et de la vigueur précoce chez le colza

Genetic determinants and predictions of seed germination and early vigor in oilseed rape

• Auteur / Autrice : Marianne Laurençon
• Direction : Anne Laperche, Nathalie Nesi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique, génomique et bio-informatique
• Date : Soutenance le 04/02/2025
• Etablissement(s) : Institut Agro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie, Alimentation (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : École d'inscription : L'Institut Agro Rennes-Angers (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes - Institut de Génétique- Environnement et Protection des Plantes / IGEPP
• Jury : Président / Présidente : Maria Manzanares-Dauleux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Avice, Eric Mandrou, Béatrice Teulat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Ségura, Sophie Brunel

Mots clés

Mots clés libres

Brassica napus

QTL

Germination

Vigueur précoce

Prédictions

NIRS

Brassica napus

QTL

Seed Germination

Early Vigor

Predictions

NIRS

Résumé

L'implantation de la culture de colza est une phase critique qui conditionne le rendement final, et ce en raison des nombreux stress biotiques et abiotiques en début de cycle. Utiliser le levier variétal pour sélectionner des plantes vigoureuses durant les phases précoces du cycle est une solution pour réussir l’implantation de la culture et garantir le potentiel de rendement. Dans ce contexte, ce travail de thèse a cherché à répondre aux questions suivantes : quel est le déterminisme génétique de la germination et de la vigueur précoce ? Ces traits étant potentiellement polygéniques, est-il possible de les prédire ? Pour cela, un panel de diversité de 233 génotypes de colza (Brassica napus L.) a été phénotypé pour un ensemble de traits physiologiques et de développement afin de décomposer la germination et la vigueur précoce. Les analyses génétiques par association ont mis en évidence la nature polygénique de ces traits par l’identification de 17 et 21 QTL respectivement. Le potentiel de prédiction des traits a été évalué par des approches de prédictions génomiques (à partir de données moléculaires) ou phénomiques (à partir de données spectrales). Les deux approches se sont révélées adaptées pour la prédiction de ces traits. Néanmoins, la variabilité de performance entre les modèles pour les deux approches suggère l’utilisation de modèles spécifiques en fonction des traits et de la population considérée. L’architecture génétique et les prédictions des traits de germination et de vigueur précoce sont discutées, ainsi que de la valorisation des ressources génétiques dans des schémas de sélection.

Oilseed rape establishment is a critical phase for yield establishment, due to the numerous biotic and abiotic stresses at the beginning of the cycle. Using genetic improvement of varieties to obtain vigorous plants during the early development stages would enable the crop to successful establish and thus guarantee yield potential. In this context, this thesis aimed to answer the following questions: what is the genetic determinism of seed germination and early vigor? As these traits are potentially polygenic, is it possible to predict them? To this end, a panel of 233 rapeseed genotypes (Brassica napus L.) was phenotyped for a set of physiological and developmental traits in order to decompose seed germination and early vigor. Genome-wide association analyses highlighted the polygenic nature of these traits by identified 17 and 21 QTL respectively. In addition, the predictive potential of these traits was assessed using genomic prediction approaches (based on molecular data) and phenomic prediction approaches (based on spectral data). Both approaches were found to be suitable for predicting these traits. However, the variability in performance between models of the two approaches suggests the use of specific models regarding traits and the population considered. Genetic architecture and prediction of establishment traits are discussed, as well as the use of genetic resources in pre-breeding.