Analyse génétique de la teneur élevée en protéines des populations de soja apparentées à « AC Proteus » à l’aide de marqueurs SSR, SNP, DArT et DArTseq
Citation
Samanfar, B., Cober, E.R., Charette, M., Tan, L.H., Bekele, W.A., Morrison, M.J., Kilian, A., Belzile, F., Molnar, S.J. (2019). Genetic Analysis of High Protein Content in ‘AC Proteus’ Related Soybean Populations Using SSR, SNP, DArT and DArTseq Markers. Scientific Reports, [online] 9(1), http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-55862-9
Résumé en langage clair
La teneur des graines en protéines est un caractère important du soja, car elle est essentielle à son utilisation comme aliment pour les animaux et pour la consommation humaine. En règle générale, les cultivars de soja à forte teneur en protéines ont un faible rendement. Le cultivar à haute teneur en protéines « AC Proteus », conçu pour les courtes saisons canadiennes, a été notamment utilisé pour mettre au point de nombreuses variétés de soja dont les graines ont une teneur élevée en protéines. Selon des travaux antérieurs, les populations issues d’AC Proteus pourraient ne pas présenter la relation négative qui est habituellement observée entre le rendement grainier et la teneur des graines en protéines. Dans la présente étude, nous avons examiné la modulation génétique assurant une teneur élevée des graines en protéines chez AC Proteus. Les auteurs ont identifié plusieurs régions génomiques conservées au cours de plusieurs cycles de sélection chez des cultivars ayant une teneur élevée en protéines issus d’AC Proteus. Ces régions à forte teneur en protéines pourraient s’avérer utiles pour la mise au point de cultivars de soja à rendement élevé et à forte teneur en protéines qui sont adaptés aux courtes saisons canadiennes.
Résumé
© 2019, les auteurs. Message clé : Plusieurs régions génomiques dérivées d’AC Proteus (QTL, SNP) ont été identifiées et pourraient s’avérer utiles pour la mise au point de cultivars à rendement élevé et à teneur élevée en protéines, et pour la mise au point de marqueurs spécifiques d’allèles. Une teneur élevée des graines en protéines est un caractère généralement difficile à obtenir chez le soja sans entraîner une baisse du rendement grainier. Dans une étude antérieure, « AC Proteus » a été utilisé comme source pour produire des cultivars présentant une teneur élevée en protéines. Or, les populations ainsi obtenues ne présentaient pas l’association habituellement observée entre une teneur élevée en protéines et un faible rendement. Nous avons évalué cinq populations LPR « teneur élevée en protéines × faible teneur en protéines » et une population LPR « teneur élevée en protéines × teneur élevée en protéines » par l’analyse des locus de caractères quantitatifs (QTL) ou par une analyse de ségrégation en vrac (BSA) après un phénotypage au champ. L’analyse des QTL dans une population à l’aide des marqueurs SSR, DArT et DArTseq a révélé la présence de deux QTL associés à la teneur des graines en protéines sur les chromosomes 15 et 20. Selon l’analyse BSA, plusieurs régions génomiques seraient associées à la teneur élevée en protéines des cinq populations, y compris les deux QTL mentionnés précédemment. Dans un essai réalisé selon une autre approche, qui visait à identifier les gènes liés à une forte teneur en protéines, l’analyse généalogique a permis d’identifier des SNP dont l’allèle associé à une teneur élevée en protéines était conservé chez sept descendants d’AC Proteus, sur les chromosomes 2, 17 et 18. Outre les deux QTL identifiés (cinq régions génomiques au total, si l’on tient compte des deux régions associées à des valeurs très élevées mais inférieures au seuil de signification statistique et de la région associée à des interactions épistatiques), qui étaient à une certaine distance des régions méta-QTL et qui étaient également corroborés par notre analyse BSA dans cinq populations, ces régions associées à une teneur élevée en protéines peuvent s’avérer utiles pour la mise au point de cultivars à haut rendement et à haute teneur en protéines.