Etude des facteurs génétiques impliqués dans la qualité technologique du grain chez le maïs et le sorgho

Rami Jean-François. 1999. Etude des facteurs génétiques impliqués dans la qualité technologique du grain chez le maïs et le sorgho. Orsay : Université de Paris-Sud, 2 vol. (80) p.. Thèse de doctorat : Sciences : Université de Paris-Sud

Résumé : Le sorgho (Sorghum bicolor L. Moench) et le mais (Zea mays) sont deux céréales majeures pour l'agriculture mondiale. La proximité biologique des deux espèces leur confère un certain nombre de caractéristiques communes, génétiques ou physiologiques, bien que les systèmes agricoles et économiques dans lesquelles elles sont majoritairement impliquées soient assez différents. Notre étude, au travers d'une collaboration entre Rustica Prograin Génétique et le CIRAD, tente d'apporter, par une approche QTL, une contribution à la connaissance des mécanismes génétiques impliqués dans la qualité du grain chez les deux espèces et de fournir un regard intégratif de ces mécanismes par l'intermédiaire des relations génomiques mises en évidence entre les deux espèces à l'aide de la cartographie génétique comparée. Deux populations de lignées recombinantes de sorgho et une population F2 de mËs ont été utilisées pour l'établissement de cartes génétiques et la recherche de QTL impliqués dans des caractères de qualité du grain : teneur en protéines totales, en lipides et en amylose ainsi que dureté du grain. Une calibration NIRS a été établie pour chacun des caractères sur les deux espèces, afin de traiter le grand nombre d'échantillons impliqués dans les descendances étudiées. La bonne précision des méthodes de références utilisées pour l'évaluation de la dureté et de la teneur en protéines a permis d'obtenir des calibrations de bonnes qualité. Par contre les difficultés rencontrées pour calibrer la teneur en amylose et en lipides révèlent l'insuffisance des méthodes de référence utilisées pour ces deux caractères. Une méthode de caractérisation quantitative des protéines de réserve du grain par HPLC a également été développée sur les deux espèces. Six génotypes ont été utilisés pour déterminer les conditions expérimenta.les de reproductibilité de la méthode, conduisant à l'établissement de protocoles utilisables pour la caractérisation des descendances. L'analyse QTL des caractères mesurés a été menée sur chacune des deux espèces, par Ilinterval mapping" simple et "composite interval mapping". De nombreux QTL ont été mis en évidence sur chacune des descendances étudiées. Leur localisations relatives ont été discutées par rapport aux corrélations phénotypiques et aux relations fonctionnelles putatives existant entre les caractères, confirmant au niveau génétique la relation entre teneur en protéines et dureté du grain. Par ailleurs, la co-localisation entre les QTL détectés et plusieurs locus (gènes qualitatifs, QTL, gènes clonés) décrits pour leur implication dans les caractéristiques du grain a été discutée, Les variations quantitatives observées pour les prolamines et les albumines du grain, caractérisées par HPLC sur les descendances étudiées, ont été analysées par la même approche QTL. Un grand nombre de QTL ont été mis en évidence confirmant l'o~ganisation en cluster des gènes de structure des zéines et des kafirines et montrant que de nombreux locus sont impliqués dans leur régulation quantitative. Un certain nombre de QTL de prolamines, et surtout d'albumines ont été localisés au voisinage de QTL de dureté, fournissant des candidats potentiels pour l'étude du déterminisme de ce caractère. Enfin, l'ensemble des résultats QTL obtenus sur les deux espèces ont été interprétés par rapport aux relations de synténie et de colinéarité qui existent entre les génomes des deux espèces, conduisant à montrer l'homeologie de certains locus impliqués dans des fonctions analogues (gènes de structure des prolamines), mais soulignant également la difficulté de synthétiser et de comparer les résultats QTL obtenus dans différentes populations et différentes espèces.

Mots-clés Agrovoc : maïs, sorgho en grain, qualité technologique, grain, carte génétique, descendance, teneur en lipides, teneur en protéines, amylose, fermeté, génotype, Sorghum bicolor, Zea mays, propriété physicochimique, gène

Classification Agris : F30 - Génétique et amélioration des plantes
Q04 - Composition des produits alimentaires

Auteurs et affiliations

• Rami Jean-François ORCID: 0000-0002-5679-3877

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/300720/)

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