Identification and mapping of genomic regions controlling fire blight and psylla resistance and hybrid necrosis in pear

par Sara Montanari

Thèse de doctorat en Biologie des organismes ; Biotechnologies animales, végétales et microbiennes

Sous la direction de Charles-Éric Durel.

Soutenue le 03-07-2015

à Angers , dans le cadre de École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers) , en partenariat avec INRA - UMR1345 - IRHS (Institut de Recherche en Horticulture et Semences) (équipe de recherche) , Research and Innovation Centre - Foundation Edmund Mach (fondation) , The New Zealand Institute for Plant & Food Research Limited (Plant & Food Research) (laboratoire) et de Unité Mixte de Recherches Génétique et Horticulture / GenHort (laboratoire) .

Le président du jury était Philippe Simoneau.

Le jury était composé de David Chagné, Laure Perchepied, Marie-Laure Pilet-Nayel, Michela Troggio.

Les rapporteurs étaient Richard G. F. Visser, Thomas Debener.

  • Titre traduit

    Identification et cartographie de régions du génome contrôlant la résistance au feu bactérien et au psylle et la nécrose hybride chez le poirier


  • Résumé

    Le feu bactérien et le psylle causent d’importantes pertes économiques dans les zones de production du poirier dans le monde entier. Le développement de nouvelles variétés de poirier résistantes à ces bio-agresseurs constitue un enjeu majeur dans le cadre d’un programme de lutte intégrée. L’objectif de ce projet de thèse est l'étude du déterminisme génétique de la résistance vis-à-vis de ces deux bio-agresseurs. La thèse a été réalisée dans le cadre d’une collaboration internationale entre Fondazione Edmund Mach (Italie), Institut de Recherches en Horticulture et Semences (France) et Plant & Food Research (Nouvelle-Zélande). Une descendance interspécifique de poirier T003 x ‘Moonglow’ a été développée avec pour objectif de cumuler les résistances au feu bactérien et au psylle provenant de variétés asiatiques et européennes de Pyrus. Deux cartes génétiques ont été élaborées pour T003 et ‘Moonglow’ sur la base de marqueurs SNP (Single Nucleotide Polymorphism) et SSR (microsatellite), et la cartographie de QTLs (Quantitative Trait Loci) a permis de démontrer le déterminisme polygénique de la résistance à ces bio-agresseurs. Une sélection assistée par marqueurs (MAS) peut donc être engagée pour ces deux caractères. Des incompatibilités génétiques ont aussi été observées dans une partie de la descendance, ce qui a permis de cartographier pour la première fois chez le poirier les zones du génome liées au phénomène de « nécrose hybride ». Le développement de marqueurs liés aux gènes létaux devrait permettre aux sélectionneurs d’éviter les combinaisons incompatibles en croisement qui peuvent impacter certains caractères agronomiques co-ségrégant avec ces gènes létaux.


  • Résumé

    The goal of this PhD project was to study the genetic architecture of pear resistance to two of its most significant diseases and pests, fire blight and psylla, which cause severe yield losses in all the main pear production regions worldwide. The development of new pear varieties with resistance against these two biotic stresses is of major interest for Integrated Pest Management. This project was designed in a joint collaboration among Fondazione Edmund Mach (Italy), Institut de Recherches en Horticulture et Semences (France) and Plant & Food Research (New-Zealand). The interspecific pear F1 progeny T003 x ‘Moonglow’ was developed with the purpose of cumulating resistances to fire blight and psylla deriving from Asian and European pear cultivars. Single nucleotide polymorphism (SNP) and simple sequence repeat (SSR)-based genetic maps were built for T003 and ‘Moonglow’. Quantitative Trait Loci (QTLs) were detected for the resistances, demonstrating their polygenic nature. Marker-assisted selection (MAS) can now be applied for these two traits. Furthermore, the segregating population exhibited genetic incompatibilities, and the genomic regions associated with hybrid necrosis were mapped for the first time in pear. Development of molecular markers linked to the lethal genes should allow breeders to avoid crosses leading to incompatible combinations that could affect the expression of important agronomic traits co-segregating with these genes.


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