Allelic changes in bread wheat cultivars were associated with long-term wheat trait improvements

On a souvent utilisé des outils moléculaires pour étudier les impacts génétiques de la multiplication sélective de cultures agricoles, mais on n’a pas accordé l’attention nécessaire à l’évaluation des modifications génétiques résultant d’une amélioration génétique à long terme de certains caractères d’une plante. Nous avons étudié les variations alléliques liées à l’amélioration des caractères de 78 cultivars de blé de force roux de printemps canadiens mis en circulation entre 1845 et 2004 et criblés au moyen de 370 marqueurs SSR cartographiés. Nous avons porté notre attention sur l’amélioration de la qualité, de la maturité, du rendement et des caractères agronomiques, ainsi que sur la résistance aux maladies, à la rouille noire, à la rouille brune et au tenthrède. Nous avons détecté en tout 154 loci (sur 370) comportant des variations alléliques significatives sur 21 chromosomes des 78 cultivars de blé divisées en deux groupes par rapport à l’amélioration et à la non amélioration de huit caractères. Le nombre de loci significatifs en ce qui a trait à l’amélioration d’un caractère était compris entre quatre pour la qualité et 68 pour le rendement, soit 35 en moyenne. Nous avons détecté plusieurs autres loci comportant une réduction allélique significative pour l’amélioration d’un caractère plutôt qu’une augmentation allélique significative. La sélection visant la maturité précoce a introduit davantage d’allèles, mais l’amélioration des autres caractères a éliminé davantage d’allèles. Nous avons trouvé un nombre significativement plus petit d’allèles uniques chez les cultivars comportant des caractères améliorés. En outre, la distribution du nombre d’allèles uniques variait beaucoup sur les 21 chromosomes en ce qui a trait à l’amélioration des caractères. Nous avons observé une variation significative des marqueurs SSR entre deux groupes de cultivars en ce qui a trait à l’amélioration de sept caractères, mais non en ce qui a trait à la résistance à la rouille noire. La variation proportionnelle des marqueurs SSR entre deux groupes était comprise entre 0,04 et 0,118. Les variations proportionnelles des marqueurs SSR chez les groupes améliorés étaient constamment beaucoup plus faibles que celles observées chez les groupes non améliorés. Ces résultats montrent clairement l’association entre les variations alléliques et les améliorations des caractères du blé et ils sont utiles pour comprendre la modification génétique du génome du blé par sélection à long terme.