Rencontres du Végétal

Contexte

La maladie des taches noires, causée par le champignon Diplocarpon rosae, est l’une des principales maladies foliaires du rosier de jardin. Jusqu’à présent, sa gestion reposait largement sur l’utilisation de fongicides. Toutefois, les mesures réglementaires, visant à diminuer (plans Ecophyto) voire interdire (loi Labbé et loi sur la transition énergétique) l’utilisation des produits chimiques, renforcent aujourd’hui la nécessité de développer des variétés génétiquement résistantes. Il est donc primordial, tant pour les gestionnaires des espaces végétalisés publics et privés que pour les producteurs, de connaître les bases génétiques de résistances stables et d’étudier leur durabilité potentielle. Un génotype de rosier diploïde, hybride de Rosa wichurana (RW), présente une résistance à la maladie des taches noires qui résulte principalement de l’action combinée de deux régions du génome, des QTL (Quantitative Trait Loci) localisés sur les chromosomes 3 et 5 (Lopez-Arias et al., 2020). Ces QTL ont été détectés dans deux descendances de tailles limitées : la descendance OW#151 comptait 151 individus issus du croisement entre Rosa chinensis ‘Old Blush’, cultivar sensible, et RW, et la descendance HW#209 comptait 209 individus issus du croisement entre H190, génotype sensible, et RW. Il en a résulté une localisation des QTL peu précise, avec des intervalles de confiance (IC) trop larges pour permettre l’identification fiable de gènes candidats ou le développement de marqueurs moléculaires robustes utilisables en sélection assistée par marqueurs (SAM).

Objectifs

Les objectifs de cette étude étaient : i) de préciser la localisation des QTL de résistance à la maladie des taches noires identifiés sur les chromosomes 3 et 5 de RW, ii) de comparer les séquences alléliques des gènes de RW situés dans les IC réduits afin d’identifier les variants (insertions, délétions de nucléotides) au niveau de ces gènes, et iii) d’identifier des gènes candidats pour ces QTL.

Démarche et méthodes

Pour réduire les IC des QTL, plusieurs démarches ont été combinées. D’abord, des marqueurs KASP (Kompetitive Allele Specific PCR) ont été développés à partir de marqueurs SNP (Single Nucleotide Polymorphism) qui avaient été utilisés pour cartographier la descendance OW#151. Ces marqueurs ont permis de réaliser une carte génétique de la descendance OW élargie à 486 individus (OW#486) et de densifier la carte génétique de la descendance HW#209. Ensuite, des analyses de QTL et une méta-analyse (combinaison de résultats) de QTL ont été réalisées sur ces deux descendances. Enfin, la comparaison des séquences alléliques des gènes de RW a permis, au niveau de l’IC du QTL B3, la détection de variants et la prédiction de leurs effets.

Résultats obtenus

Les marqueurs KASP développés ont permis de cartographier la descendance OW#486, et de densifier en marqueurs la carte génétique de la descendance HW#209, notamment dans les régions des QTL, et enfin de disposer de marqueurs communs entre ces deux cartes pour permettre une méta-analyse de QTL. Les analyses de QTL réalisées dans chacune des descendances ont permis d’affiner les IC des QTL, et de mettre en évidence que le QTL sur le chromosome 5, détecté lors de l’étude précédente, correspondait en fait à deux QTL. Cette réduction des IC a été plus efficace pour le QTL du chromosome 3, qui est celui présentant le plus fort effet, et la méta-analyse de QTL réalisée sur les deux descendances a permis une réduction de l’IC encore plus significative pour ce QTL. L’étude des variants de gènes, réalisée pour les gènes situés dans l’IC de ce métaQTL, a permis de révéler des gènes candidats robustes.

Perspectives

Afin de réduire davantage la taille des IC et le nombre de gènes candidats identifiés, nous prévoyons de continuer à densifier les zones de QTL en marqueurs et d’augmenter le nombre d’individus phénotypés et génotypés pour la descendance OW. Ceci devrait permettre de développer des marqueurs efficaces pour la SAM, et par ailleurs, pour le QTL majeur du chromosome 3, de réduire les gènes candidats à un nombre raisonnable permettant d’envisager de tester leur effet par des expérimentations de transformation génétique.

Référence bibliographique

Lopez-Arias et al., (2020). Characterization of black spot resistance in diploid roses with QTL detection, meta-analysis and candidate-gene identification. Theoretical and Applied Genetics, 133 : 3299-3321