Comprendre l'architecture génétique de caractères agronomiques pour l'optimisation d'un programme de sélection fraisier

Abstract

Le fraisier est une culture économiquement très structurante des régions agricoles en France avec un chiffre d’affaires de 230 M€ (soit la 3ème position pour les espèces fruitières). Le maintien d'un rendement stable en fraises produites à partir de plants soumis aux aléas climatiques en pépinière et avec une réduction d'intrants est le nouveau défi auquel est confrontées la filière fraisicole. Sélectionner des variétés de fraisier répondant aux exigences des producteurs (une production stable dans le contexte du changement climatique et nécessitant moins d'intrants) et du consommateur (qualité du fruit) est donc un défi important. Cette thèse Cifre est réalisée dans le cadre d’une collaboration entre Invenio, une association de producteurs français dont une des activités est tournée vers la sélection de fraises, et l’INRAe. Son objectif est de contribuer à l’optimisation du programme de sélection actuel à travers la caractérisation du contrôle génétique de caractères clés et l’identification de matériel végétal intéressant.Cette démarche a été développée en trois thématiques à travers l’étude de trois populations génotypées avec une puce SNP 50k, comprenant une collection de ressources génétiques issus de dizaines d’années de prospection, une population multi-parentale issue de croisements de parents résistants et sensibles à l’oïdium du fraisier ainsi qu’une population biparentale. La première partie consiste en la mise en place d’une stratégie d’amélioration de la résistance à l’oïdium du fraisier à travers une étude large de son contrôle moléculaire par des approches de génétique d’association (GWAS) et de QTL mapping, révélant une architecture génétique complexe. La caractérisation de la collection a permis de révéler 3 groupes représentant bien la diversité génétique mondiale et historique décrite, ainsi que la calibration d’un modèle de prédiction génomique validé sur d’autres populations.Dans un second temps, le panel de diversité a été étudié largement pour des caractères agronomiques de phénologie et d’architecture, de production et de qualité du fruit. Les nombreuses associations phénotype-génotype obtenues par GWAS ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des processus physiologiques sous-jacents et le développement de la sélection assistée par marqueurs chez le fraisier notamment via de nouvelles puces de génotypage.Dans la troisième partie, le développement d’une carte génétique sur une population biparentale a permis l’identification de SNP fortement liés à la date de floraison et qui sont colocalisés avec des marqueurs décrits sur les ressources génétiques. L’étude de cette population à travers l’Europe a permis de discuter l’impact des interactions génotype-environnement sur la floraison et son contrôle moléculaire.Globalement, les résultats de cette thèse apportent un nouvel éclairage sur la diversité et l’architecture génétique de nombreux caractères agronomiques d’intérêt. L’identification de nouveaux géniteurs et le développement des méthodes de sélection assistée par marqueurs offrent de nouvelles perspectives les programmes de sélection fraisier.