Vers une démarche de sélection variétale assistée par des modèles écophysiologiques et génétiques : Cas de la qualité organoleptique chez la pêche (Prunus persica (L.) Batsch)

par Bénédicte Marie Quilot

Thèse de doctorat en Agronomie. Ecophysiologie

Sous la direction de Michel Génard.


  • Résumé

    Le travail présenté est consacré à tester l'idée que l'on peut utiliser les modèles écophysiologiques pour rendre compte de la variabilité génétique de caractères complexes, identifier des QTLs (Quantitative Trait Loci) de paramètres de ces modèles et combiner QTLs et modèles écophysiologiques. La démarche a été appliquée à l'élaboration de la qualité de la pêche dans un rétro-croisement entre Prunus persica (L. Batsch) et Prunus davidiana. Le modèle écophysiologique prédit la croissance du fruit et du noyau en matières sèche et fraîche et les teneurs en sucres totaux du fruit en fonction de conditions environnementales. Une étude préalable a permis de sélectionner parmi les 40 paramètres du modèle ceux qu'il était judicieux d'estimer. Une phase expérimentale a été conduite pour estimer les valeurs des paramètres d'environ 130 individus de la population et acquérir des données indépendantes pour tester la qualité prédictive du modèle. Une phase d'analyse du modèle a permis d'identifier les paramètres génotypiques les plus pertinents selon différents critères. Une phase d'analyse QTL a conduit à la définition d'un modèle de contrôle génétique de ces paramètres qui prédit les valeurs des paramètres pour n'importe quel individu de la population en fonction des allèles qu'il possède aux locus d'intérêt. Le couplage des modèles écophysiologique et génétique consiste à remplacer dans le modèle écophysiologique les valeurs des paramètres mesurées par celles prédites par le modèle génétique. Douze paramètres génotypiques, intervenant dans des processus identifiés, sont apparus essentiels. Des liaisons très étroites entre certains paramètres sont apparues. Des QTLs des douze paramètres ont été détectés et des co-localisations entre QTLs de variables de qualité et QTLs de paramètres ont e��té observées. La signification biologique des paramètres peut permettre d'interpréter le rôle des gènes sous-jacents. Le modèle combiné est apparu satisfaisant ; néanmoins des améliorations de divers types sont suggérées. Notamment, il serait intéressant d'étudier plus en détail et de modéliser les conditions aux limites du modèle écophysiologique, phase précoce de croissance du fruit et maturation avant récolte, qui sont apparues comme des processus clés pour expliquer la variabilité génotypique de la qualité. Une utilisation potentielle d'un tel modèle combiné est la simulation du comportement de plantes fictives possédant n'importe quelle combinaison d'allèles de la population contrôlant les paramètres étudiés.

  • Titre traduit

    Towards ecophysiological and genetics models assisted breeding : Case of peach (Prunus persica (L.) Batsch) organoleptic quality


  • Résumé

    We evaluated the possibility of using ecophysiological models to describe genetic variations observed in a population, identify QTLs (Quantitative Trait Loci) for the model parameters and combine QTLs and ecophysiological models. This approach was applied to peach quality observed in an advanced backcross between Prunus persica (L. Batsch) and Prunus davidiana. The ecophysiological model predicts fruit and stone dry and fresh masses and total sugar concentration in relation to environmental conditions. A preliminary study was conducted to select relevant parameters among the 40 ones of the model. In a first step these parameters were estimated experimentally for nearly 130 individuals of the population and independent data were acquired to test the predictive quality of the model. In a second step, model analysis allowed us to identify the key genotypic parameters. In a third step, QTL analysis resulted in the description of a model of genetic control of these parameters which predicts the parameters values for any genotype according to the alleles present at each locus of interest. To combine ecophysiological and genetic models, we replaced in the ecophysiological model the measured values of the parameters by the values predicted by the genetic model. Twelve genotypic parameters, involved in identified ecophysiological processes, appeared essential. Tight links appeared between some of the parameters. QTLs for the twelve parameters were detected and co-locations between QTLs for quality traits and QTLs for parameters were observed. The biological meaning of the parameters should make it possible to interpret the role of the corresponding genes. The combined model was satisfactory, however ways to improve it were suggested. For example, detailed study and modelling of the boundary processes of the ecophysiological model, early fruit growth and pre-harvest maturation, should be interesting since they appeared to be key processes. The most attractive potential use of the combined model is to predict the behaviour of ideotypes carrying any combination of alleles from the population.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (125 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 217 réf.

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