A major quantitative trait locus conferring adult plant partial resistance to crown rust in oat

Contexte : La rouille couronnée, causée par le Puccinia coronata f. sp. avenae, est la principale maladie touchant les cultures d’avoine dans le monde entier. La résistance en phase adulte, qui repose sur une résistance partielle, s’est révélée être un outil de lutte durable contre la rouille dans le cas d’autres pathosystèmes de rouille des céréales. Chez la lignée d’avoine MN841801, la résistance en phase adulte à la rouille couronnée conserve son efficacité depuis plus de 30 ans. Nous avons étudié les fondements génétiques de cette résistance en phase adulte, au moyen de populations cultivées au champ des trois lignées pures recombinantes suivantes : 1) AC Assiniboia/MN841801, 2) AC Medallion/MN841801 et 3) Makuru/MN841801. Nous avons évalué les populations quant à leur résistance à la rouille couronnée (isolat CR251 de la race BRBB) dans des environnements multiples. Nous avons utilisé les puces SNP Infinium d’Illumina 6 K pour l’avoine et 90 K pour le blé pour génotyper la population de la lignée AC Assiniboia/MN841801. Pour le génotypage des deux autres populations, des épreuves KASP ont été mises au point pour les SNP sélectionnés.
Résultats : Nous avons construit pour la population de la lignée AC Assiniboia/MN841801 RIL une carte de liaisons génétiques à haute densité au moyen des marqueurs SNP du blé et de l’avoine. La plupart des SNP du blé étaient monomorphes dans cette population d’avoine. Cependant, les SNP polymorphes du blé pouvaient être identifiés avec exactitude et s’intégraient bien dans la carte de liaison. Jusqu’à 76 % de la variance phénotypique de la résistance en phase adulte était attribuable à un important locus de caractères quantitatifs (QTL), nommé QPc.crc-14D, présent sur le chromosome 14D de l’avoine. Ce QTL est flanqué de deux marqueurs SNP, soit GMI_GBS_90753 et GMI_ES14_c1439_83. La présence du locus QPc.crc-14D a été validée dans les populations des lignées AC Medallion/MN841801 et Makuru/MN841801.
Conclusions : Nous signalons ici le premier QTL lié à la résistance en phase adulte ayant un effet important et constant chez l’avoine. Ce QTL, nommé QPc.crc-14D, a eu un effet significatif dans le cas de tous les environnements de l’essai et de chacune des trois populations d’avoine. Il est un bon candidat pour les programmes de sélection assistée par marqueurs et constitue une cible pour le clonage positionnel. En outre, notre étude est la première à faire appel à la puce SNP Infinium d’Illumina 90 K pour le blé pour la mise au point de marqueurs et la cartographie comparative ciblant l’avoine. Les puces SNP Infinium sont utiles pour saturer les cartes de l’avoine avec des marqueurs. La synténie observée entre le blé et l’avoine donne à penser que le QTL QPc.crc-14D et le gène de résistance en phase adulte à la rouille jaune du blé Yr16 sont orthologues.