Identification à l’échelle du génome de la famille de gènes liés à la chalcone réductase chez le soja : GmCHR spécifiques des racines et résistance au Phytophthora sojae
Citation
Sepiol, C.*, Yu, J.* and Dhaubhadel, S.(2017). Genome-wide identification of chalcone reductase gene family in soybean: insight into root-specific GmCHRs and Phytophthora sojae resistance. Frontiers in Plant Science, 07 December 2017 /doi.org/10.3389/fpls.2017.02073
Résumé en langage clair
Le soja est l’une des principales légumineuses à grains cultivées dans le monde. Les producteurs de soja perdent des milliards de dollars en rendement annuel en raison de la pourriture des racines et des tiges causée par l’oomycète Phytophthora sojae. De nombreuses stratégies ont été élaborées pour combattre la maladie, mais ces méthodes se sont révélées inefficaces à long terme. Une approche plus rentable et plus durable consiste à sélectionner un caractère naturellement présent chez le soja qui peut augmenter sa résistance à l’infection au P. sojae. Comparée à la résistance monogénique ou complète, la résistance partielle est durable et exerce moins de pression de sélection sur l’agent pathogène. La résistance partielle est conférée par plusieurs gènes mineurs. Les glycéollines (phytoalexine) ont été corrélées à une forte résistance partielle chez le soja. Les glycéollines sont des isoflavonoïdes qui jouent un rôle dans la réponse de base innée des plantes aux stress biotiques et abiotiques. La première enzyme clé (spécifique des légumineuses) intervenant exclusivement dans la synthèse des glycéollines est la chalcone réductase (CHR). On sait très peu de choses sur l’importance de la CHR, qui régit la production de glycéollines chez le soja. Nous rendons compte de l’identification des CHR à l’échelle du génome chez le soja et démontrons que les CHR spécifiques des racines sont induites lors d’une infection et sont situées près des QTL et des marqueurs QTL liés à la résistance au P. sojae. Cette information pourra être utilisée dans le cadre de programmes de sélection comme approche d’empilement de gènes pour améliorer la résistance au P. sojae chez le soja.
Résumé
Le soja (Glycine max[L.] Merr) est l’une des principales légumineuses à grains cultivée dans le monde. Les producteurs de soja perdent des milliards de dollars en rendement annuel en raison de la pourriture des racines et des tiges causée par l’oomycète Phytophthora sojae. De nombreuses stratégies ont été élaborées pour combattre la maladie, mais ces méthodes se sont révélées inefficaces à long terme. Une approche plus rentable et plus durable consiste à sélectionner un caractère naturellement présent chez le soja qui peut en augmenter la résistance. L’un de ces caractères est la production accrue de glycéollines (phytoalexine). Les glycéollines sont des isoflavonoïdes qui sont synthétisés par la branche propre aux légumineuses de la voie générale des phénylpropanoïdes. La première enzyme clé intervenant exclusivement dans la synthèse des glycéollines est la chalcone réductase (CHR) qui agit de concert avec la chalcone synthase pour la production d’isoliquirigénine (chalcone), précurseur de la biosynthèse des glycéollines. Nous rendons compte de l’identification de 14 gènes putatifs liés à la CHR chez le soja, dont 11 devraient être fonctionnels. Nos résultats montrent que les GmCHR présentent une expression génique spécifique des tissus, et que seuls les GmCHR spécifiques des racines sont induits par l’infection au P. sojae. Parmi les 4 GmCHR spécifiques des racines, la GmCHR2A est située près d’un QTL lié à la résistance au P. sojae, ce qui suggère que la GmCHR2A est un nouveau locus de résistance partielle qui peut être utilisé pour la sélection à l’égard de la résistance.