Genetic characterization of a core collection of flax (Linum usitatissimum L.) suitable for association mapping studies and evidence of divergent selection between fiber and linseed types

Contexte : La valeur du lin tient à ses fibres, à son huile et à ses composés nutraceutiques. Dernièrement, l’industrie des fibres a investi dans la mise au point de produits issus des tiges du lin oléagineux, ce qui en fait une culture à double usage. Le ciblage simultané des régions génomiques régulant les caractères associés aux fibres des tiges et à la qualité des graines permettrait la mise au point de cultivars à double usage. Toutefois, les profils de diversité génétique, de structure des populations et de déséquilibre de liaison (DL) nécessaires à la cartographie d’association (CA) n’ont pas encore été évalués chez le lin parce que les ressources génomiques n’ont été constituées que tout récemment. Nous avons caractérisé 407 spécimens de lin répartis partout dans le monde au moyen de 448 marqueurs microsatellites. Nous avons analysé les données pour déterminer si cette collection de base se prêtait à la CA. À l’aide du séquençage aléatoire du génome entier du lin, nous avons effectué des balayages génomiques dans le but de mettre en évidence les gènes candidats sélectionnés durant le processus de sélection divergente du lin textile et du lin oléagineux.
Résultats : L’analyse combinée de la structure génétique a permis de classer tous les spécimens en deux groupes principaux et six sous‑groupes. Nous avons observé une faible différenciation des populations entre les principaux groupes (F{SUB}ST{/SUB} = 0,094) et pour la plupart des comparaisons par paires effectuées dans les sous‑groupes. L’analyse de la parenté héréditaire moléculaire a révélé un faible degré de parenté (moyenne = 0,287) pour la majorité des paires individuelles. Une diversité génétique abondante a été observée dans l’ensemble des spécimens (5,32 allèles par locus) et certains sous‑groupes présentaient une forte proportion d’allèles spécifiques. Le DL moyen à l’échelle du génome (r2) était de 0,036 et a présenté un déclin relativement rapide de 1,5 cM. Les balayages génomiques entre le lin textile et le lin oléagineux ont mis en évidence des gènes candidats jouant un rôle dans la biogenèse/modification de la paroi cellulaire, l’identité du xylème et la biosynthèse des acides gras, lesquels correspondent aux gènes mis en évidence précédemment chez le lin et d’autres espèces végétales.
Conclusion : Compte tenu de la diversité génétique abondante, de la faiblesse de la structure des populations et du degré de parenté, ainsi que du déclin relativement rapide du DL, nous avons conclu que cette collection de base convenait aux études de CA qui ciblent les multiples caractères agronomiques et de qualité et qui visent l’amélioration du lin pour que ce dernier devienne une véritable culture à double usage. Nos balayages génomiques fournissent un premier aperçu des régions candidates touchées par la sélection divergente chez le lin. En association avec la CA, les balayages génomiques peuvent accroître la capacité de détection des locus influant sur les caractères complexes.