Facteurs génétiques et cartographie de la résistance des semis à la souche Ug99 de la rouille des tiges chez le cultivar de blé d’hiver Triumph 64 et différenciation de SrTmp, SrCad et Sr42
Citation
Hiebert, C.W., Kassa, M.T., McCartney, C.A., You, F.M., Rouse, M.N., Fobert, P., and Fetch, T. 2016. Genetics and mapping of seedling resistance to Ug99 stem rust in winter wheat cultivar Triumph 64 and differentiation of SrTmp, SrCad, and Sr42. Theor. Appl. Genet. 129:2171-2177. DOI 10.1007/s00122-016-2765-4
Résumé en langage clair
La rouille des tiges est une maladie destructrice qui touche les cultures de blé partout dans le monde et est causée par un champignon qui évolue et produit de nouvelles souches, appelées « races ». Pour lutter contre la rouille des tiges, on peut utiliser des cultivars de blé porteurs de gènes de résistance à la rouille des tiges (Sr). La race Ug99 de la rouille des tiges est virulente pour environ 90 % des cultivars de blé modernes et pour la plupart des cultivars de blé canadiens. L’émergence de la race Ug99 et de son groupe a stimulé la recherche de nouveaux gènes de Sr en vue d’améliorer à résistance à cette maladie. Triumph 64 est un cultivar de blé d’hiver américain porteur du gène SrTmp, qui lui confère une résistance à la race Ug99. Dans le cadre de la présente étude, nous avons déterminé, au moyen d’une carte génétique, que SrTmp se situe sur une région du bras chromosomique 6DS semblable à celle de deux autres gènes de, SrCad et Sr42. De plus, nous avons utilisé plusieurs races de la rouille des tiges pour déterminer les différences fonctionnelles entre SrTmp, SrCad et Sr42 et avons montré que les trois gènes de Sr sont uniques, puisque certaines races sont communes à ces gènes, alors que d’autres races sont ciblées par un seul gène. Les marqueurs utilisés pour cartographier SrTmp seront utiles pour la mise au point de cultivars présentant une résistance accrue à la rouille des tiges. Dans le cadre de recherches futures, nous voulons déterminer si ces gènes sont en fait des allèles ou des formes d’un même gène ou s’il s’agit de gènes étroitement liés dans le chromosome. L’établissement détaillé de la relation entre ces gènes permettra aux sélectionneurs d’adopter une stratégie éclairée pour l’utilisation de ces gènes de résistance à la rouille des tiges.
Résumé
La rouille des tiges, causée par le Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt), est une maladie d’importance du blé qui peut être contrée grâce à des gènes de résistance à la rouille des tiges (Sr). L’apparition de races Pgt virulentes en Afrique, notamment Ug99 et ses variantes, a stimulé la recherche de nouveaux gènes de Sr et la caractérisation génétique des sources de résistance connues. Le cultivar de blé d’hiver Triumph 64 est porteur du gène SrTmp, qui lui confère une résistance à la race Ug99. La présente étude visait à établir la carte génétique de SrTmp et à examiner la relation entre ce gène et d’autres gènes de Sr ayant une position semblable dans le chromosome. Nous avons inoculé la souche Ug99 à une population dihaploïde (DH) issue d’un croisement LMPG6S/Triumph 64, au stade de plantule. Une ségrégation d’un seul gène associé à la résistance à la souche Ug99 a été observée dans la population. Selon une carte génétique faisant appel à des marqueurs SSR, SrTmp se trouve sur le bras chromosomique 6DS, dans une région semblable à celles de SrCad et de Sr42. Nous avons utilisé les marqueurs SNP mis au point pour SrCad pour cartographier plus en détail SrTmp et les avons ajoutés à une carte génétique de Sr42, au moyen population DH (LMPG-6S/Norin 40). Trois marqueurs SNP présentant une co-ségrégation avec SrTmp présentaient également une co-ségrégation avec SrCad et Sr42. Selon les marqueurs SNP, l’emplacement sur la carte était le même pour SrTmp, SrCad et Sr42. Des lignées DH issues des populations de Triumph 64 et de Norin 40 et une lignée pure recombinante issue d’un croisement LMPG6S/AC Cadillac ont été soumises à des essais multiraces qui ont révélé que SrTmp, SrCad et Sr42 confèrent au blé des gammes différentes de résistance. Les marqueurs étroitement associés avec SrTmp peuvent être utilisés pour l’amélioration génétique et la mise au point de matériel génétique assistées par marqueurs.