Validation et caractérisation fine de loci impliqués dans l’adaptation environnementale et l’hétérosis

WP leader: Peter Rogowsky (INRA UMR RDP)
Partenaires impliqués: INRA UMR GQE, INRA UMR LEPSE, INRA UMR SADV, INRA UMR IJPB, INRA UMR RDP, Biogemma, Syngenta Seeds

Contexte et objectifs

Les études de génétique d’association à l’échelle du génome (WP5) ont identifié des régions du génome qui contrôlent les caractères d’intérêt. Elles fournissent également des marqueurs pour suivre les allèles favorables de ces régions dans des programmes de sélection. Cependant, la résolution de cette approche varie d’une région à l’autre, et certaines régions présentant un fort déséquilibre de liaison contiennent des dizaines de gènes. En outre, la génétique d’association est une approche statistique qui fournit des corrélations mais n’apporte pas d’information sur les mécanismes sous-jacents.

Les objectifs du WP6 sont donc 1) de fournir les outils nécessaires pour la validation d’associations et /ou la cartographie fine de QTL, pour la validation des gènes impliqués ainsi que pour la création de variants de novo dans ces gènes et 2) d’appliquer ces outils à la caractérisation fine de loci impliqués dans l’adaptation à l’environnement et dans l’hétérosis.

Le WP6 :

• Prend en charge l’analyse fine de loci clés et de régions génomiques identifiées par les études d’association conduites dans le WP5 ou des projets antérieurs
• Crée des lignées quasi-isogéniques avec des allèles contrastés aux locus d’intérêt, en exploitant des ressources d’introgression générique existantes, pour valider des séries alléliques et affiner les analyses biologiques de leur effet
• Fournit des allèles gain et/ou perte de fonction pour des gènes candidats localisés dans les régions incriminées, par l’identification de mutants correspondants ou la production de plantes transgéniques, avec l’objectif ultime de valider la fonction de certains gènes et d’explorer l’utilité de la création de novo de variabilité
• Caractérise ces matériels de manière détaillée en utilisant des approches de phénotypage utilisées dans le WP5 ainsi que d’autres analyses spécifiques.

Livrables

D6.1: Distribution aux partenaires de familles BC5-S1 prêtes pour l’extraction de paires de lignées quasi-isogéniques à partir de 750 plantes BC5 sélectionnées (50 régions x 3 paires donneur-récipient x 5 individus), ainsi qu’à partir de 16 régions génomiques de 7 populations BIL et du matériel NAMxB73 (Mois 72)

D6.2: Portail bioinformatique pour les séquences FST de la collection complète de mutants d’insertion Mutator , rétrocroisement des mutants demandés (M72)

D6.3: Plantes transgéniques présentant une expression diminuée ou augmentée des gènes impliqués dans l’adaptation environnementale/hétérosis (20 constructions, M84)

D6.4: Base de données avec des profils d’expression dans 12 différents tissus de tous les gènes du génotype Fv2 (M24)

D6.5.1: Position fine de deux QTL majeurs pour la production de biomasse en conditions de froid et les résultats de validation fonctionnelle sur certains des gènes sous-jacents (M96)

D6.5.2: Sites polymorphes associés à la mutation F7P (M36) et évaluation phénotypique au champ de séries d’allèles du matériel quasi-isogénique dans 3 régions contribuant au temps de floraison (M48)

D6.6: Détermination de 3 régions d’intérêt pour l’adaptation du maïs au déficit hydrique, caractérisation de leurs effets aux niveaux physiologiques et phénotypiques, et évaluation sur le terrain (M96)

D.6.7.1: Analyses moléculaires, physiologiques et agronomiques de mutants et de plantes transgéniques présentant une diminution et une augmentation de l’expression de gènes impliqués dans l’efficacité d’utilisation de l’azote (nitrogen use efficiency – NUE) : 6 candidats issus d’études transcriptomiques et jusqu’à 6 candidats sous-jacents à 2 intervalles de QTL (M72)

D6.7.2: Description phénotypique et moléculaire détaillées de plantes transgéniques « perte de fonction » pour 4 facteurs de transcription impliqués dans le remplissage du grain (M96)

D6.8: Evaluation phénotypique au champ pour le matériel quasi-isogénique dans 6 régions contribuant à l’hétérosis, estimation d’effets additifs (M48), dominants et super-dominants de QTL au niveau métabolique (M84)