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Etude des facteurs génétiques contrôlant le rendement en sucre et la teneur en fibre dans deux populations de canne à sucre (Saccharum spp.) de l'île de la Réunion et d'Australie

Reffay Nathalie. 2003. Etude des facteurs génétiques contrôlant le rendement en sucre et la teneur en fibre dans deux populations de canne à sucre (Saccharum spp.) de l'île de la Réunion et d'Australie. Saint-Denis : Université de la Réunion, 158 p. Thèse de doctorat : Connaissance et amélioration des plantes : Université de la Réunion

Thesis
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Abstract : Les variétés cultivées de canne à sucre sont des hybrides interspécifiques issus majoritairement de croisement entre l'espèce riche en sucre S. officinarum et l'espèce sauvage S. spontaneum, elles sont hautement polyploïdes et aneuploïdes. Ainsi, la canne à sucre est l'une des espèces végétales cultivées possédant le génome le plus complexe. De ce fait, la construction des cartes génétiques et le repérage des gènes d'intérêt agronomique est particulièrement complexe. Nous avons entrepris la cartographie *.d'un croisement australien biparental Q117 x MQ77-340. Une population de 232 individus a été génotypée à l'aide de 28 couples d'amorce AFLP et 33 couples d'amorce SSR. La carte génétique de Q117 est composée de 380 marqueurs regroupés en 93 groupes de liaison représentant environ 3200 cM, celle de MQ77-340 est composée de 400 marqueurs regroupés en 101 groupes de liaison, représentant environ 3600 cM. Chaque carte donne accès à globalement 20% de la couverture du génome. Nous avons comparé ces cartes avec celle du cultivar réunionnais R570 qui comprend 887 marqueurs AFLP, 148 marqueurs RGA et 134 SSR ceci nous a permis de structurer les cartes de Q117 et MQ77-340 en 8 groupes d'homologie. La population australienne a été étudiée dans des essais agronomiques relatifs à la teneur en sucre et en fibre. Les paramètres ont été mesurés sur trois années de mesures dont deux précoces dans le cycle de culture, et une plus tardive. Pour l'ensemble des variables liées au sucre, seuls 12 QTAs ont été détectés à un seuil de 1ère espèce de P<0,000125. Il a fallu rehausser ce seuil afin de pouvoir élargir la détection de QTAs. Ainsi, de nombreux QTAs putatifs ont été détectés pour des risques accrus. Ils expliquent individuellement entre 2% et 8% de la variation des caractères étudiés. La faible taille des QTAs découle de la nature hautement polyploïde de la canne à sucre mais la probabilité de leur existence est renforcée par une bonne consistance de leur perception entre les trois années étudiées. Nous avons révélé des AMCs spécifiques des stades précoces de croissance ainsi que d'autres plus spécifiques des stades matures. Nous avons également essayé de renforcer l'étude de la cartographie des QTAs par la localisation de 25 gènes candidats, relatifs au sucre et à la fibre, sur la carte de R570. Nous avons révélé peu d'associations significatives entre les enzymes de la voie de la biosynthèse des sucres ou de celle de la fibre avec des caractères d'intérêt agronomique. Toutefois nous avons positivement corrélé de façon significative deux enzymes (une sucrose synthase et une invertase) avec le diamètre. La comparaison des QTAs détectés entre Q117 x MQ77-340 et R570 montre qu'il est difficile de mettre en évidence des QTAs similaires entre des populations dont le fond génétique est très différent. Le parent MQ77-340, qui s'apparente à un clone de type BC1 provenant d'un croisement initial interspécifique, a également fait l'objet d'une analyse pedigree et l'origine spécifique d'une partie des marqueurs a pu être déterminée. Après deux générations de croisement il apparaît que 25% des marqueurs de MQ77-340 ont une origine S. spontaneum. Ce chiffre représente une estimation imparfaite de la part du génome de S. spontaneum transmis à MQ77-340, si l'on tient compte du caractère encore très partiel de la carte obtenue et d'autre part, de la probable meilleure couverture du sous génome hérité de S. spontaneum par rapport au sous génome provenant de S. officinarum. De nombreux événements de recombinaison chromosomique entre espèces ancestrales ont été révélés. L'origine spécifique et la direction des QTAs relatif au sucre ont également été examinées. Il apparaît que les QTAs de S. spontaneum ne possèdent pas tous des effets défavorables pour le sucre. Cette observation est à rapprocher de la relative efficacité de la sélection qui a conduite à l'obtention d'un clone élite possédant une richesse acceptable, après seulement un back-cross. (Résumé

Mots-clés Agrovoc : Saccharum, Gène, Carte génétique, Technique analytique, Variation génétique, Facteur de rendement, saccharose, Fibre végétale

Mots-clés géographiques Agrovoc : Réunion, Australie

Classification Agris : F30 - Plant genetics and breeding

Auteurs et affiliations

  • Reffay Nathalie, Université de la Réunion (REU)

Autres liens de la publication

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/519558/)

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