Development of molecular markers specific to the non-endoreplicated regions to decipher partial endoreplication in Vanilla planifolia

Ducasse Samuel. 2023. Development of molecular markers specific to the non-endoreplicated regions to decipher partial endoreplication in Vanilla planifolia. Bordeaux : Université de Bordeaux, 32 p. Mémoire de master 2 : Biology agrosciences, plant breeding : Université de Bordeaux

Encadrement : Jourda, Cyril ; Piet, Quentin

Résumé : Vanilla planifolia, the prominent cultivated vanilla species, exhibits a distinct form of endoreplication specific to orchids, termed partial endoreplication. This process results in asymmetrical nuclei, composed of an endoreplicated fraction and a non endoreplicated fraction of the genome. Despite a genome assembly of Vanilla planifolia encompassing 3.4 Gb of sequences, approximately two-thirds of these sequences remain unanchored within the species chromosomes. These unanchored sequences mainly consist of sequences from the non-endoreplicated fraction of the genome, posing challenges to assembly due to its low sequencing depth compared to the endoreplicated one. . This study pioneers genotyping efforts concentrating on the development of markers, specifically microsatellites, tailored to the non-endoreplicated fraction of the genome. Five microsatellites were identified as polymorphic within the CR0040 self-fertilised population of 119 lines. These markers were subsequently integrated into an existing genetic map, with four out of five markers positioned relatively distant from GBS-SNP markers in their respective linkage groups. Notably, one marker was successfully allocated to its linkage group, corresponding to chromosome A10. These microsatellites, designed in the non-endoreplicated fraction of the genome, hold potential for future applications in cytogenetic, diversity, and phylogenetic studies to study the mechanism of partial endoreplication.

Résumé (autre langue) : Vanilla planifolia, l'espèce de vanille cultivée la plus importante à l'échelle mondiale, présente une forme distincte d'endoréplication spécifique aux orchidées, appelée endoréplication partielle. Ce processus aboutit à des noyaux asymétriques, composés d'une fraction endorépliquée et d'une fraction non endorépliquée. Malgré un assemblage du génome de Vanilla planifolia englobant 3,4 Gb de données séquencées, environ les deux tiers de ces séquences restent non ancrés au sein des chromosomes de l'espèce. Ces séquences non ancrées se composent principalement de séquences de la fraction non endorépliquée du génome, posant des défis à l'assemblage en raison des variations de profondeur de séquençage entre les deux fractions. Cette étude pionnière s'engage dans des efforts de génotypage axés sur le développement de marqueurs, spécifiquement des microsatellites, adaptés à la fraction non endorépliquée du génome. Cinq microsatellites ont été identifiés comme polymorphes au sein de la population autogame CR0040 de 119 lignées. Ces marqueurs ont ensuite été intégrés dans une carte génétique existante, dont quatre sur cinq étaient positionnés relativement loin des marqueurs GBS-SNP dans leurs groupes de liaison respectifs. Cependant, un marqueur a été attribué avec succès à son groupe de liaison, correspondant au chromosome A10. Ces microsatellites, conçus dans la fraction non endorépliquée du génome, présentent un potentiel pour des applications futures dans les études cytogénétiques, de diversité et phylogénétiques pour étudier ce mécanisme.

Mots-clés libres : Vanilla, Genotyping, Microsatellites, PCR, Genetic map

Auteurs et affiliations

• Ducasse Samuel, Université de Bordeaux (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/608732/)

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