L’amélioration génétique de la luzerne (Medicago sativa), une légumineuse fourragère autotétraploïde, pourrait bénéficier de l’allele mining. Cette méthode consiste à rechercher, dans la diversité naturelle, des allèles ayant potentiellement un effet sur le phénotype. Pour évaluer l’intérêt de cette stratégie qui exploite la diversité naturelle, cinq gènes impliqués dans des caractères sélectionnés ont été retenus : CAD1 et CCoaOMT (digestibilité), CONSTANS-like (rendement fourrager), NHX1 (tolérance à la salinité) et WXP1 (tolérance à la sécheresse). La diversité de ces gènes a été étudiée en séquençant 387 génotypes cultivés et 20 génotypes sauvages. L’analyse des données confirme la présence d’un goulot d’étranglement durant la domestication et la sélection de la luzerne. CONSTANS-like et WXP1 révèlent de nombreux variants alors que CAD1, CCoaOMT et NHX1 sont très peu variables. Des variants ayant un effet potentiel sur le phénotype ont été identifiés dans les zones de la séquence protéique qui sont conservées au sein des Faboideae. L’impact sur le phénotype de deux variants du gène CONSTANS-like a été étudié : Constans-634, à l’origine d’un codon stop prématuré et Constans-4111, situé dans une région conservée du gène. Pour cela des croisements ont été réalisés afin d’obtenir une descendance avec toutes les doses possibles (AAAA, AAAB, AABB, ABBB and BBBB) pour chaque mutation étudiée. Des marqueurs KASPar ont été développés afin de déterminer les doses de mutations chez les descendants. Aucun génotype homozygote muté pour Constans-634 n’a été détecté parmi les 1505 descendants. Ce variant a induit une floraison plus précoce de trois jours pour les génotypes portant trois doses d’allèle muté. Le variant Constans-4111 a induit un effet additif sur la hauteur de tige. Les génotypes homozygotes de type sauvage étaient en moyenne 11,8 cm plus petits que les génotypes homozygotes portant trois ou quatre doses du variant. L’intégration de la stratégie allele mining dans les schémas de sélection des espèces végétales autotétraploïdes hétérozygotes a été discutée. / Lucerne (Medicago sativa) is an autotetraploid forage legume, whose breeding could beneficiate from allele mining. This strategy is based on the natural diversity and consists in seeking alleles with a potential effect on the phenotype. The interest of this approach was evaluated by studying five genes of agronomic interest: CAD1 and CCoaOMT (digestibility), CONSTANS-like (forage yield), NHX1 (salt tolerance) and WXP1 (drought tolerance). The diversity of these five genes was evaluated by sequencing 387 genotypes of cultivated accessions and 20 genotypes of wild accessions. The results confirmed a bottleneck during lucerne domestication and selection. CONSTANS-like and WXP1 were very variable whereas CAD1, CCoaOMT and NHX1 contained very few variants. Variants with a potential strong impact on the phenotype were identified in conserved parts of protein sequence within the Faboideae. The impact on phenotype was studied for two mutations of the CONSTANS-like gene: constans-634, causing a premature stop codon and constans-4111, located in a conserved region of the gene. Genotypes carrying one to three doses of the mutations (AAAB, AABB and ABBB) were polycrossed in order to obtain offsprings with every allele combination (AAAA, AAAB, AABB, ABBB and BBBB). KASPar markers were developed to determine the mutation doses in offspring progeny. No homozygous genotype was found for constans-634 in the 1505 offspring progeny. This mutation induced a premature flowering of three days for the genotypes carrying three doses of the mutation. The mutation constans-4111 induced an additive effect on stem height and the homozygous genotypes without the variant where on average 11.8 cm shorter than homozygous genotypes carrying three or four doses of the variant. The application of allele mining strategy in plant schemes of heterozygous autotetraploid species was discussed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2019POIT2261 |
| Date | 28 March 2019 |
| Creators | Gréard, Camille |
| Contributors | Poitiers, Julier, Bernadette, Barre, Philippe, Flajoulot, Sandrine |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text, Image, StillImage |
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