Étude des ressources génétiques du noyer en vue de la mise en œuvre d'une sélection assistée par marqueurs

Abstract

Les présents travaux réalisés sur le noyer ont consisté en l’exploitation des riches ressources génétiques disponibles à l’INRAE de Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux, afin d’apporter les outils qui pourront être utilisés dans un nouveau programme de création variétale mené par le CTIFL, centre opérationnel de Lanxade. En effet, au regard du développement économique important de la noix, le choix variétal en France ne semble pas suffisant pour répondre aux futures nouvelles contraintes telles que la concurrence mondiale et le changement climatique. Le travail de prospection que l’on doit principalement à l’équipe d’Éric Germain a permis de rassembler sur l’UEA de Toulenne la majeure partie des espèces du genre Juglans et de nombreuses accessions de noyer cultivé, Juglans regia L. L’exploitation de ses archives accumulées pendant 30 ans a permis de rendre publiques d’importantes données chronologiques de phénotypage concernant cette collection. Ces données ont permis de montrer l’avancée de la phénologie des deux variétés témoins ‘Lara’ and ‘Franquette’, en lien avec le changement climatique. Grâce à un ensemble de 13 marqueurs SSR, des allèles spécifiques aux espèces Juglans ont été identifiés et la structure de la collection a été étudiée. Cette structure montre deux sous-groupes principaux, l’un comprenant des accessions d’Europe de l’est et d’Asie et l’autre, d’Europe de l’ouest et des Etat-Unis. Aussi, une core collection a été définie pour réaliser des études de GWAS sur les principaux caractères d’intérêt agronomique, de la fleur au fruit, grâce à l’utilisation d’une puce de 600 000 SNP mise au point par l’Université de Davis en Californie. Des associations entre des SNP et plusieurs caractères liés à la phénologie ont été mises en évidence, grâce aux données des archives et à celles nouvellement acquises. Un SNP fortement lié à la date de débourrement des feuilles et fleurs femelles a été identifié sur le chromosome 1 et co-localise avec un QTL détecté en parallèle sur une descendance F1. Un marqueur de type KASP a été validé avec du matériel végétal de l’Université de Davis. D’autres associations ont également été identifiées pour le type de dichogamie et de fructification, caractère intervenant directement sur le rendement, et ont mené à la définition de gènes candidats. D’autres analyses GWAS ont été conduites sur les caractères liés au fruit, comme la taille de la noix, son poids, le rendement au cassage et la force nécessaire pour rompre la coque. En parallèle, des méthodes utilisant des techniques de phénotypage robustes ont été développées, comme l’utilisation de la microtomographie à rayons X pour mesurer tous les caractères morphologiques, sans casser la noix. Enfin, un travail de comparaison de l’efficacité des deux types de marqueurs utilisés dans ces travaux, SSR et SNP, a été mené. Les résultats montrent que les 13 marqueurs SSR donnent des résultats similaires à plusieurs milliers de SNP en ce qui concerne les étapes de détermination de structure et de construction de core collections, incontournables dans le management des ressources génétiques. A terme, les résultats de ces travaux permettront d’initier une sélection assistée par marqueurs pour la création de nouvelles variétés, dans le cadre d’un nouveau programme d’amélioration qui sera mené par le CTIFL. Ces nouvelles variétés seront aptes à répondre aux critères recherchés dans les années à venir, prenant en compte le changement climatique.