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Déterminisme génétique de la résistance au flétrissement bactérien chez l'aubergine et applications en sélection variétale

Salgon Sylvia. 2017. Déterminisme génétique de la résistance au flétrissement bactérien chez l'aubergine et applications en sélection variétale. Saint-Denis : Université de la Réunion, 218 p. Thèse de doctorat : Génétique et amélioration des plantes : Université de la Réunion

Thesis
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Titre anglais : Genetic determinism of resistance to bacterial wilt in eggplant and applications in plant breeding

Encadrement : Reynaud, Bernard

Abstract : La culture de l'aubergine est confrontée au flétrissement bactérien (BW), maladie causée par le complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (RSSC). La résistance variétale est la méthode la plus efficace pour contrôler cette maladie, mais elle se heurte à la forte diversité génétique du pathogène. Ainsi, l'identification des bases génétiques des résistances spécifiques et non-spécifiques est essentielle pour améliorer la résistance des cultivars. Un facteur génétique majeur (ERs1) a, dans une étude précédente, été cartographié dans une population de lignées recombinantes (RILs) d'aubergine issue du croisement entre les lignées MM738 (S) et AG91-25 (R). Initialement, ERs1 a été détecté vis-à-vis de 3 souches du phylotype I, alors qu'il était contourné par la souche PSS4 de ce même phylotype. Les objectifs de cette thèse étaient (i) de confirmer la présence et préciser la position d'ERs1 dans la population RILs MM738 x AG91-25, (ii) de définir le spectre d'action d'ERs1, (iii) d'identifier d'autres QTLs potentiellement impliqués dans une résistance phylotype-spécifique ou à spectre plus large, afin notamment de contrôler les souches virulentes, et (iv) d'examiner la possibilité d'introgresser certains de ces facteurs de résistance, ERs1 en priorité, dans des cultivars sensibles d'aubergine. Pour cela, nous avons produit 2 nouvelles populations d'haploïdes doublés (HD) issues d'un croisement entre la même lignée sensible MM738 et 2 autres lignées résistantes (MM152 et EG203). A partir de la population RILs et des 2 populations HD, nous avons produit 3 nouvelles cartes génétiques denses en marqueurs SNPs. La population RILs a été phénotypée avec 4 souches supplémentaires appartenant aux phylotypes I, IIA, IIB et III, tandis que les 2 populations HD l'ont été avec les souches virulentes PSS4 du phylotype I et R3598 du phylotype III. Nous avons ainsi confirmé l'existence du QTL majeur ERs1 (renommé EBWR9), précisé sa position à l'extrémité du bras long du chromosome 9 et validé son contrôle spécifique de trois souches du phylotype I. Cinq candidats potentiels de type R ont été identifiés dans l'intervalle physique d'EBWR9. Deux autres QTLs ont été détectés et associés à de la résistance partielle à large spectre (EBWR2 et EBWR14) respectivement sur le chromosome 2 et 5. Les analyses QTL sur les populations HD n'ont révélé aucun QTL statistiquement fiable chez la lignée résistante MM152, tandis qu'elles ont mis en évidence un système de résistance de type polygénique chez la lignée résistante EG203. Parmi les QTLs détectés chez EG203, ERPR3a et ERPR6 ont été détectés à la fois vis-à-vis de la souche PSS4 et R3598 sur les chromosomes 3 et 6. ERPR6 est en position synténique avec bwr-6, un QTL de résistance au BW détecté chez la tomate. Les marqueurs liés aux QTLs détectés au cours de cette thèse devraient faciliter le transfert de ces résistances dans des cultivars sensibles grâce à la SAM. Un schéma de transfert de la résistance dans 2 cultivars locaux a été initié et a montré la possibilité d'introgresser dans ceux-ci le QTL majeur EBWR9 ainsi que le QTL généraliste EBWR2. Ces premiers résultats ouvrent d'importantes perspectives quant à la création de variétés résistantes et la possibilité à terme de contrôler une bonne part de la diversité génétique du RSSC.

Résumé (autre langue) : Eggplant cultivation is confronted by the bacterial wilt (BW) disease caused by the Ralstonia solanacearum species complex (RSSC). Breeding resistant cultivars is the most effective strategy to control the disease but is limited by the pathogen's extensive genetic diversity. Thus, identifying the genetic bases of specific and non-specific resistance is a prerequisite to breed improvement. A major gene (ERs1) was previously mapped in eggplant from the cross of lines MM738 (S) x AG91-25 (R). ERs1 was originally found to control three strains from phylotype I, while being totally ineffective against the strain PSS4 from the same phylotype. The objectives of this thesis was to (i) confirm and clarify the position of ERs1 in MM738 x AG91-25 RIL population, (ii) define the spectrum of action of ERs1, (iii) found other broad-host or phylotype-specific resistance QTLs, promptly to control virulent strains and (iv) introgress some of the mapped QTLs, among them ERs1, into two susceptible cultivars from Reunion Island. For this purpose, 2 new populations of doubled haploid (DH) were created from the same susceptible MM738 lines and 2 other resistant lines (MM152 and EG203). Dense genetic maps were created with SNP markers for both RIL and DH populations. The RIL population was phenotyped with four additional RSSC strains belonging to phylotypes I, IIA, IIB and III and the two DH populations were phenotyped with virulent strains PSS4 from phylotype I and R3598 from phylotype III. QTL mapping confirmed the existence of major QTL ERs1 (renamed EBWR9 in our study), defined its position at the bottom of chromosome 9 and validated its specific control of three phylotype I strains. Five potential candidate R-genes were underlying the physical interval of EBWR9. Two other QTLs associated with partial, broad-spectrum resistance (EBWR2 and EBWR14), were detected on chromosomes 2 and 5. QTL analysis did not reveal any reliable QTLs in resistant line MM152, whereas it reveals a polygenic system in resistant line EG203. Among QTLs found in EG203, ERPR3a and ERPR6 were detected with both PSS4 and R3598 strains on chromosome 3 and 6 respectively. ERPR6 was found in syntenic position with BW resistance QTL Bwr-6 detected in tomato. Markers closely linked to QTLs detected in this thesis could help in introgressing these resistances into susceptible cultivars thanks to the MAS. The transfer of resistance into 2 local cultivars was initiated and showed the possibility of introgressing the major QTL EBWR9 and the broad-spectrum QTL EBWR2 through a backcross scheme. The first results of this work offer perspectives to breed broad-spectrum resistant cultivars and to potentially control an important part of the RSSC genetic diversity.

Mots-clés Agrovoc : Solanum melongena, Ralstonia solanacearum, Flétrissement, Résistance aux maladies, Variation génétique, amélioration génétique, Marqueur génétique, Variété

Mots-clés géographiques Agrovoc : Réunion

Classification Agris : H20 - Plant diseases
F30 - Plant genetics and breeding

Champ stratégique Cirad : Axe 4 (2014-2018) - Santé des animaux et des plantes

Auteurs et affiliations

  • Salgon Sylvia, CIRAD-BIOS-UMR PVBMT (REU)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/595136/)

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