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Caractérisation de ressources génétiques conférant une résistance partielle à la sclérotiniose chez le soja

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2014
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La sclérotiniose est une maladie importante du soja en Amérique du Nord. La résistance génétique à cette maladie est un moyen efficace et économique pour combattre cette maladie. Dans le but de mieux comprendre le contrôle génétique de la résistance, nous avons d’abord mis au point deux outils de recherche : i) une méthode permettant de bien caractériser des lignées de soja en matière de résistance à la sclérotiniose et ; ii) une approche de génotypage permettant d’obtenir de l’information sur des milliers de marqueurs en simultanée. Nous avons utilisé ces outils pour identifier les régions génomiques responsables de la résistance à la sclérotiniose par : i) une approche QTL biparentale et ii) une approche par analyse d’associations. Dans un premier temps, nous avons mis au point et validé une méthode d’inoculation artificielle fiable et reproductible pour mesurer la résistance à la sclérotiniose. Posteriorement, nous avons développé une approche de génotypage par séquençage (GBS) permettant de caractériser rapidement et efficacement un grand nombre de marqueurs SNP chez le soja. Dans ce volet, un protocole de préparation de librairies génomiques GBS a été mis au point de même qu’un pipeline d'analyse bio-informatique pour l’appel des SNP. Finalement, des analyses de cartographie génétique ont été réalisées sur deux populations pour identifier les régions génomiques conférant une résistance à la sclérotiniose. Dans un premier travail, 141 lignées F6 issues du croisement entre les cultivars Majesta et Hikmok Sorip a été caractérisée pour la résistance à la maladie. À l’aide d’une carte génétique comptant 515 marqueurs SNP obtenus par GBS, nous avons identifié une région sur le chromosome Gm07 contribuant à la résistance observée chez le cultivar Majesta. Dans un second travail, 101 lignées de soja non apparentées ont été caractérisées pour leur résistance à la maladie et leur génotype a été déterminé pour 8397 marqueurs SNP obtenus par GBS. L’analyse d’associations a permis d’identifier trois régions chromosomiques fortement associées à la résistance à la maladie. Ces résultats faciliteront l’identification de lignées exotiques chez lesquelles la résistance s’appuie vraisemblablement sur des gènes différents afin de les introduire au sein du germoplasme canadien.
White mold is an important disease of soybean in North America. Genetic resistance to this disease is a cost-effective way to control this disease. In order to better understand the genetic control of resistance, we first developed two research tools: i) a method to characterize soybean lines in terms of their resistance to white mold; and ii) a genotyping approach for obtaining information on hundreds or thousands of markers simultaneously. In a second phase, we used these new tools to identify the genomic regions responsible for resistance to white mold via two approaches: i) a "traditional" biparental QTL mapping approach and ii) an association mapping approach. At first, we developed and validated a reliable and reproducible method for artificial inoculation to measure resistance to white mold. Then, we developed a genotyping by sequencing (GBS) approach to quickly and efficiently characterize a large number of SNP markers in soybean. As part of this work, a protocol for preparing GBS genomic libraries has been developed as well as a pipeline of bioinformatics analysis to call SNPs. Finally, genetic mapping analysis was performed on two populations to identify genomic regions conferring resistance to white mold. In the first case, a population of 141 F6 lines from a cross between the cultivars Majesta and Hikmok Sorip was characterized for resistance to the disease. By using a dense genetic map counting 515 SNP markers obtained by GBS, we have identified a region on chromosome Gm07 contributing to the resistance observed in the cultivar Majesta. In the second case, 101 unrelated soybean lines were characterized for their resistance to disease and were genotyped with 8,397 SNP markers obtained by GBS. The mapping association analysis identified three chromosomal regions strongly associated with disease resistance. The strongest association was found on chromosome Gm03, while regions on chromosomes Gm08 and Gm20 also showed significant associations. These results will facilitate the identification of exotic lines in which resistance is likely based on different genes to be introduced in the Canadian germplasm.
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thèse de doctorat