Development of a multiple bulked segregant analysis (MBSA) method used to locate a new stem rust resistance gene (Sr54) in the winter wheat cultivar Norin 40

Un volet important de l’étude de nouveaux gènes putatifs chez le blé consiste à les localiser sur la carte génétique. La principale difficulté dans la cartographie des gènes consiste à déterminer sur quel chromosome ils se trouvent. Il existe plusieurs approches pour aborder ce problème, chacune comportant des avantages et des inconvénients. Nous décrivons ici une nouvelle approche dite de multiples analyses de ségrégation en mélange (MBSA, pour multiple bulked segregant analysis). Une série de 423 marqueurs microsatellites ont été choisis d’après la simplicité de leur profil, leur fréquence de polymorphisme et leur distribution dans le génome du blé. Les amorces des microsatellites ont été déposées dans les puits de plaques de PCR à 384 puits, chacune des amorces occupant 16 puits. Habituellement, 14 puits servent à des « mini-mélanges » équivalant à quatre gamètes (ex. deux individus F2); ces mini-mélanges comprennent des individus issus de la ségrégation d’une population possédant un génotype homozygote pour le gène d’intérêt. Les deux autres puits servent aux parents de la population. Les puits contenant un mini-mélange peuvent comprendre une des trois compositions alléliques suivantes pour chaque microsatellite : l’allèle d’un parent, l’allèle de l’autre parent ou les deux allèles parentaux. Nous avons procédé à des expériences de simulation pour déterminer la composition allélique des mini-mélanges qui indiquerait une liaison putative entre le microsatellite en question et le gène d’intérêt. À titre d’essai, nous avons utilisé les MSBA pour localiser un gène de résistance à la rouille des tiges (Sr) non répertorié chez le cultivar d’hiver Norin 40. Nous avons produit une population dihaploïde (DH) [n = 267) avec les hybrides issus du croisement LMPG‑6S/Norin 40. Nous avons observé, chez la population DH, une ségrégation pour un seul gène (χ²1:1 = 0,093, p = 0,76) de résistance au Puccinia graminis f.sp. tritici de la race LCBN. Quatre lignées DH résistantes ont été incluses dans chacun des 14 mini-mélanges, et les MBSA ont révélé que le gène Sr se trouvait sur le bras long du chromosome 2D. La cartographie plus fine a permis de confirmer l’emplacement du gène et a montré qu’il faisait partie d’un groupe de liaison qui pourrait être issu d’une translocation interspécifique. Le nouveau gène a été désigné Sr54.