Identification des génotypes de lin résistants à la sécheresse et des gènes candidats d’après les indices de stress, les caractères racinaires et le balayage sélectif
Citation
Soto-Cerda, B.J., Cloutier, S., Gajardo, H.A., Aravena, G., Quian, R. (2019). Identifying drought-resilient flax genotypes and related-candidate genes based on stress indices, root traits and selective sweep. Euphytica, [online] 215(3), http://dx.doi.org/10.1007/s10681-019-2362-0
Résumé en langage clair
La rareté de l’eau devrait limiter la productivité de plus de 50 % des terres arables de la planète au cours des 50 prochaines années. Le lin est particulièrement sensible à la sécheresse, car celle-ci affecte grandement le rendement et la qualité de l’huile. Pour identifier les génotypes de lin résistants à la sécheresse, nous avons évalué 105 lignées de lin dans trois environnements irrigués ou soumis à des conditions de stress hydrique à l’aide de huit indices, dont le rendement en conditions de stress et le rendement en conditions d’irrigation. Les caractères racinaires, comme la longueur totale et le volume des racines, ont également été évalués. Les variétés canadiennes de lin AC Emerson et AC McDuff étaient les types de lin oléagineux les plus tolérants à la sécheresse. L’ADN génomique de chaque lignée a été évalué à l’aide de 394 marqueurs SSR répartis sur l'ensemble des chromosomes. Les marqueurs SSR Lu254 et Lu790 ont été associés au rendement en conditions de stress, et les lignées qui portaient ces marqueurs ont eu un rendement supérieur de 21,7 % lorsque l’eau était un facteur limitatif. Les obtentions identifiées comme résistantes à la sécheresse peuvent être utilisées dans des croisements pour mettre au point du matériel génétique résistant à la sécheresse adapté aux environnements de culture ciblés, et les marqueurs associés peuvent servir à la sélection assistée par marqueurs de populations en ségrégation.
Résumé
© 2019, Springer Nature B.V. La sécheresse nuit au rendement du lin et à la qualité de l’huile, particulièrement au stade de la reproduction. Nous avons évalué la tolérance à la sécheresse de 105 obtentions de lin en conditions d’irrigation et de stress hydrique dans trois environnements à l’aide de huit indices de stress. Nous avons analysé la longueur totale des racines (TRL), le volume racinaire total (TRV) et la classe de diamètre (DCL) de deux groupes d'obtentions présentant des différences de tolérance à la sécheresse. Ces génotypes ont ensuite été soumis à une analyse de balayage sélectif à l’aide de 394 loci microsatellites (SSR) couvrant le génome entier dans le but d’identifier les marqueurs potentiellement associés à la tolérance à la sécheresse et les gènes candidats associés à la réaction à la sécheresse. Les résultats obtenus pour le rendement en conditions de stress et le rendement en conditions d’irrigation ont indiqué une réponse génotypique significative aux traitements avec l’eau (P < 0,001). Le regroupement hiérarchique et l’analyse des cartes thermiques des indices de stress ont permis de déterminer que les cultivars de lin oléagineux O_CAN_C_CN19004 (AC Emerson) et O_CAN_C_CN19003 (AC McDuff) étaient les plus tolérants à la sécheresse. Certaines obtentions de lin textile ont également été regroupées dans le groupe tolérant. Le groupe tolérant à la sécheresse a présenté des valeurs de TRL, de TRV et de DCL supérieures de 29 %, 42 % et 22 %, respectivement, aux valeurs du groupe sensible en conditions de sécheresse. Les loci SSR soumis à un balayage sélectif, Lu254 et Lu709, étaient significativement associés au rendement en conditions de stress, et les obtentions portant l’haplotype favorable présentaient des rendements en conditions de stress 21,7 % plus élevés. Divers gènes candidats intervenant dans la voie de signalisation de l’acide abscissique, la signalisation de l’auxine, la signalisation du Ca 2+, la régulation de la photosynthèse et des facteurs de transcription sensibles à la sécheresse ont été identifiés aux loci soumis à un balayage sélectif. Les obtentions tolérantes identifiées peuvent servir à conférer une tolérance à la sécheresse à des cultivars élites, tandis que les loci SSR soumis à un balayage sélectif qui sont liés aux gènes candidats associés à la réaction à la sécheresse pourraient être utiles pour la sélection assistée par marqueurs.