Interprétation des interactions génotype x environnement et étude des Déterminants génétiques de l'adaptation : exemple de la teneur en protéines du grain de blé dur (Triticum turgidum)

par Xavier Lacaze

Thèse de doctorat en Biologie des systèmes intégrés, agronomie, environnement

Sous la direction de André Charrier et de Pierre Roumet.


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  • Résumé

    Un objectif majeur en amélioration des plantes est de développer des variétés dont les performances agronomiques seront optimales dans les différentes conditions environnementales de l'aire de culture. Pour cela, le développement d'une gamme de génotypes différenciés mais adaptés spécifiquement à l'une ou l'autre des contraintes environnementales, est une voie possible. Une telle stratégie nécessite l'exploration et l'interprétation du terme statistique d'interaction génotype x environnement (GxE). L'objectif de cette thèse est d'interpréter en termes d'adaptation les variations de performances génotypiques atypiques entre environnements et de préciser le déterminisme génétique du comportement génotypique différentiel à ces contraintes. Le caractère étudié, est la teneur en protéines du grain de blé dur. 288 lignées recombinantes correspondant à 6 populations issues d'un demi-diallèle entre 4 variétés ont été expérimentées dans 11 environnements différents et génotypées. La typologie environnementale a été réalisée à l'aide de différentes caractéristiques liées au pédoclimat, à l'itinéraire technique, ainsi qu'à la croissance et au développement des génotypes parentaux. Parmi ces covariables environnementales, celles correspondant à la réserve en eau du sol, à la demande climatique en eau de la plante au cours de la phase " dernière feuille- floraison " ainsi que les stress thermique de fin de cycle se sont avérées les plus pertinentes pour expliquer l'effet principal environnement (> 40 %) alors que l'état azoté de la plante, les indices de stress thermiques et l'évapotranspiration de la phase reproductrice du cycle expliquait 16 à 20 % du terme d'interaction GxE. Cette caractérisation environnementale nous a permis d'interpréter les fortes interactions entre Aptitude Générale à la Combinaison individuelle (principale composante de la valeur en croisement) et milieu en termes de réponse adaptative. A partir d'une carte génétique non saturée, 3 QTL 'Protéines' (2 sur le chromosome 2A et 1 sur le 3B) ont été identifiés. Ils expliquaient entre 7. 7 et 12. 4 % de la variation phénotypique globale. Par régression factorielle, des interactions QTLxE significatives ont été également mises en évidence pour 5 régions chromosomiques : 3 d'entre elles correspondent aux QTL précédents (2A et 3B) corroborant l'hypothèse " sensibilité allélique " pour expliquer l'origine de la plasticité alors que les 2 autres étant situés sur les chromosomes 6B et 7B. Les fortes températures au cours de la période post-floraison, ainsi que la demande d'évapotranspiration au cours de la phase préfloraison expliquant une part conséquente de ces interactions, les allèles favorables pour une gamme de conditions donnée ont été identifiés. Ces données suggèrent qu'à terme une sélection assistée par marqueurs pourrait être mise en œuvre pour la réalisation de génotypes adaptés à des conditions stressantes spécifiques.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 170 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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