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Déterminants génétiques et durabilité de la résistance du pommier, du poirier et de la carotte aux maladies
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : arbre fruitier, daucus, fruit, malus, plante maraîchère, pyrus, qtl, rosa, transcriptome
Question sociétale et finalité, contexte : santé des plantes
Démarche, discipline : Génétique des plantes
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Objet d'étude : arbre fruitier, daucus, fruit, malus, plante maraîchère, pyrus, qtl, rosa, transcriptome
Question sociétale et finalité, contexte : santé des plantes
Démarche, discipline : Génétique des plantes
Dispositif technique et méthode d'étude : cartographie, est, transformation génétique
Phénomène, processus et fonction : déterminisme génétique, floraison, qualité, résistance aux maladies
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- Description détaillée :
Les principales approches employées dans l'UMR pour étudier les bases génétiques de caractères Afficher la suite
Les principales approches employées dans l'UMR pour étudier les bases génétiques de caractères d'intérêt horticoles sont :
- construction de cartes consensus,
- cartographie de gènes majeurs,
- détection de QTLs (approche de « pedigree-base mapping »),
- co-localisation de gènes candidats structurels,
- analyse de l'expression de gènes candidats fonctionnels,
- validation par transgenèse de la fonction de gènes candidats,
- expression différentielle (puces ADNc).

Les modèles végétaux travaillés sont :
- pommier, poirier,
- carotte,
- rosier.
En ce qui concerne la résistance aux maladies, chacune des interactions étudiées présente des caractéristiques très différentes. Dans le cas de la tavelure du pommier, différentes races de V. inaequalis contournant le gène majeur de résistance Vf, très largement utilisé en sélection, sont apparues depuis une dizaine d'années. L'objectif principal du projet est donc de comprendre l'organisation et si possible la fonction des gènes de résistance à cette maladie afin de définir des stratégies permettant de conférer une résistance durable. Dans le cas du feu bactérien causé par Erwinia amylovora, il n'y a pas d'interaction de type R/Avr à l'intérieur des espèces hôtes (sous-famille des Maloidées), mais les comportements de résistance de certains génotypes semblent être la résultante de divers mécanismes de défense. L'objectif poursuivi est donc l'analyse des défenses, naturelles ou inductibles par des éliciteurs, efficaces vis-à-vis du feu bactérien. Enfin, concernant la maladie des brûlures foliaires de la carotte, le principal objectif est d'accroître les connaissances encore très limitées sur l'interaction carotte/Alternaria dauci.
Le programme Architecture du rosier récemment mis en place à l'INRA d'Angers poursuit le travail réalisé à l'INRA de Fréjus pour établir une carte génétique AFLP associée à des caractères phénotypiques : remontance (capacité de floraison dès la première année après semis), double corolle et un QTL correspondant à la densité d'épines le long de la tige. Ce programme vise à comprendre les mécanismes (moléculaires, physiologiques et/ou environnementaux) contrôlant les phases végétatives et florales chez les plantes pérennes à travers le développement des bourgeons. Il se situe également dans le contexte d'un projet transversal sur la ramification du rosier qui se met en place sur le centre d'Angers entre l'UMR GenHort et l'UMR Sagah (Environnement et Agronomie).
Chez le pommier, l'analyse des bases génétiques de la qualité du fruit est essentiellement centrée sur l'étude de la texture, ceci en collaboration avec d'autres équipes de recherche INRA ou universitaires. En effet, la qualité organoleptique d'un fruit frais est très liée à la qualité de sa texture. Chez la pomme cette notion intègre un grand nombre de composantes sensorielles de la chair : fermeté, croquant, fondant, jutosité, farinosité, granulosité. Parmi les autres fruits charnus, la pomme est un excellent modèle pour étudier ce caractère, du fait de la continuité tissulaire propre à la structure du fruit « pomacé ».
Tous les projets contribuant à cette activité sont définis pour une période au moins égale à celle du projet d'UMR actuel (2007-2010). Un bilan de l'état d'avancement sera fait lors de la prochaine évaluation en 2010. L'étude des bases génétiques de caractères d'intérêt horticole est engagée sur trois espèces de Rosacées (pommier, poirier, rosier) et une espèce d'Apiacées (carotte). Les caractères visés font partie des principaux caractères cibles de l'amélioration de ces espèces : résistance aux bio-agresseurs chez le pommier, le poirier et la carotte, architecture de la plante et floraison chez le rosier et qualité du fruit chez le pommier. Ces études seront menées dans le double objectif d'accroître les connaissances fondamentales sur la génétique de ces espèces et de mettre en place des outils et méthodologies permettant d'améliorer l'efficacité de la création variétale. La connaissance des bases génétiques de ces caractères (nombre de gènes impliqués, effets individuels ou combinés de ces gènes, localisation sur le génome, rôle de certains gènes candidats, régulation de leur expression) est en effet essentielle pour mieux raisonner les programmes de création de nouvelles variétés par hybridation conventionnelle ou, à terme, par transfert de gènes. - Les travaux sur le pommier sont réalisés en collaboration étroite avec les laboratoires européens partenaires du projet HiDRAS (Pays-Bas, Suisse, Italie, Pologne, Belgique, UK).
- Le travail sur le rosier bénéficie de la collaboration avec l'ENS de Lyon.
- Le projet sur la carotte s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec les Etablissements Vilmorin.
1) Résistance aux pathogènes :
- architecture génétique de la résistance par cartographie de gènes majeurs et de QTLs pour les interactions Pommier/Venturia inaequalis, Podosphaera leucotricha, Erwinia amylovora et Carotte/Alternaria dauci, recherche de combinaisons de gènes conférant une résistance durable à ces pathogènes ;
- gènes candidats structurels et fonctionnels : co-localisation de gènes candidats structurels (analogues de gènes de résistance majeure) chez le pommier et la carotte, expression de gène candidat fonctionnel (ferritine) par transgenèse, pour la résistance au feu bactérien ;
- élicitation des défenses : induction des défenses par l'expression d'un transgène (éliciteur bactérien pour la résistance au feu bactérien, variabilité de réponse aux éliciteurs exogènes pour la résistance au feu bactérien et à la tavelure.

2) Architecture du rosier :
- cartographie de gènes majeurs et de QTLs : établissement d'une carte consensus et cartographie fine de la région liée au caractère de remontance de floraison ;
- étude de gènes candidats : analyse ciblée de l'expression de gènes impliqués dans la floraison chez d'autres espèces végétales ;
- expression différentielle : approche sans à priori, à l'aide d'une puce ADNc construite à partir des EST de bourgeons de rosiers.

3) Qualité du fruit (pomme) :
- définition de paramètres permettant d'apprécier la texture du fruit : pénétrométrie, spectroscopie proche infra-rouge ;
- recherche de QTLs par 'pedigree-based mapping' : cartographie basée sur l'exploitation de pedigree pour l'analyse de populations complexes ;
- approche génomique : à développer dans le cadre du recrutement d'un chargé de recherche à l'UMR en 2005.
L'objectif est ici d'accroître les connaissances sur les bases génétiques de caractères agronomiques essentiels pour plusieurs espèces étudiées dans l'UMR (pommier, carotte et rosier). Les méthodes employées sont la cartographie génétique de gènes majeurs et de QTL, l'approche gène-candidat basée sur des études de cartographie et d'expression de ces gènes et leur validation par transgenèse, et dans le cas du rosier une approche au niveau du transcriptome par la constitution de banques d'EST, puis d'une puce à ADN en collaboration avec l'ENS de Lyon. Le premier caractère ciblé est la résistance aux pathogènes du pommier (tavelure, feu bactérien, oïdium) et de la carotte (brûlures foliaires). L'objectif est de comprendre l'organisation de l'ensemble des facteurs de résistance sur le génome de ces espèces en intégrant la variabilité des pathogènes, et à terme, de connaître leur fonction. L'outil de transgenèse est utilisé pour cela chez le poirier et le pommier. De plus la possibilité d'utiliser la variation génétique de réponse à l'élicitation des défenses naturelles de ces plantes sera explorée soit par voie exogène, soit par transgenèse. Le deuxième caractère ciblé est l'aptitude à la remontance de floraison du rosier, et plus largement les caractères architecturaux de cette espèce. Les approches sont la cartographie fine de la zone du génome impliquée dans la remontance et l'étude de gènes candidats (homologies, clonage, co-localisation, validation par transgenèse). La troisième cible concerne la qualité de la pomme, et plus particulièrement l'étude de la texture du fruit. L'UMR participe à un projet européen sur ce thème, dans lequel est développé une nouvelle stratégie de cartographie génétique en pedigree. Réduire

- Champs de rattachement :
 

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