Caractérisation des QTL de résistance au Rice yellow mottle virus chez le riz et relation avec les facteurs d’initiation de la traduction de type 4E et 4G

par Arnaud Boisnard

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Alain Ghesquière.

Soutenue en 2007

à Montpellier 2 .

mots clés

• Riz -- Maladies
• Riz -- Résistance aux virus

Résumé

Cette étude présente la caractérisation de QTL de résistance partielle au virus de la panachure jaune chez le riz. Des approches de génétique et de cartographie classiques y ont été couplées à une approche gène candidat ciblée sur les facteurs d'initiation de la traduction, dont les virus semblent largement dépendre pour infecter les plantes. Dans une première étape, la cartographie des QTL a été optimisée grâce l'analyse combinée de deux populations. Dans une deuxième étape, les gènes des facteurs d'initiation de la traduction eIF4E et eIF4G ont été recherchés sur la séquence génomique du riz et leur positionnement a révélé trois co-localisations avec des QTL majeurs. Dans une troisième étape, des lignées quasi-isogéniques ont été développées dans le but de confirmer ou d'infirmer ces co-localisations. Le gène candidat eIF4E localisé sur le chromosome 1 a ainsi été invalidé. De même, sur le chromosome 2, le gène eIF4G-like a été invalidé, mais un deuxième candidat, eIF(iso)4G n'a pu être ni rejeté, ni confirmé. Enfin, sur le chromosome 12, une co-localisation entre un QTL majeur et un gène eIF4G-like a été confirmée et cartographiée finement à un intervalle de 1. 66 Mb, qu'une restriction à la recombinaison n'a pas permis de réduire encore. La région présente les caractéristiques des régions péricentromériques : peu de gènes et de nombreux éléments transposables insérés les uns dans les autres. La caractérisation du gène eIF4G-like a révélé la présence de polymorphismes non synonymes entre les allèles sensibles et résistants, ainsi que l'insertion dans un intron d'un rétrotransposon chez les allèles de résistance. Finalement, nos résultats révèlent que les gènes de la famille eIF4E ne gouvernent pas la résistance partielle, mais que deux gènes de la famille eIF4G constituent des candidats pour contrôler des QTL

Titre traduit

Characterization of QTLs of resistance to Rice yellow mottle virus in rice and relation with translation initiation factors 4E and 4G

Résumé

This document presents the analysis of QTLs of partial resistance to Rice yellow mottle virus in rice. Classical genetic and mapping approaches were associated with a candidate-gene approach on eIF4E and eIF4G translation initiation factor genes, which seems to be largely involved in plant/virus interactions. In a first step, QTL mapping was improved by the analysis of two populations in a multi-cross design using an integrative map. In a second step, translation initiation factor eIF4E and eIF4G genes were identified on the rice genomic sequence; four of them were co-located with QTLs. In a third step, near-isogenic lines were developed in order to confirm or to reject these co-locations. EIF4E candidate gene, located near a major QTL on chromosome 1, was rejected. On chromosome 2, an eIF4G-like candidate gene was also rejected, whereas an eIF(iso)4G gene was neither confirmed, nor rejected. Finally, a co-location between a major QTL of chromosome 12 and an eIF4G-like gene was confirmed. The QTL was mapped to a 1,66 Mb interval, but a suppression of recombination impaired the reduction of this interval. The interval presents characteristics of pericentromeric regions: low gene density and large stretches of nested transposable elements. EIF4G-like characterization revealed non-synonymous polymorphisms between susceptible and resistant varieties, and the insertion of a retrotransposon in an intron, in resistant varieties. Finally, our results suggest that genes from eIF4E family do not control partial resistance and that two genes from eIF4G family are candidate for governing QTLs of resistance