Molecular characterization of the Sasanda LTR copia retrotransposon family uncovers their recent amplification in Triticum aestivum (L.) genome

Une partie importante du génome des Triticeae est constituée de rétrotransposons. Des études menées à l’échelle du génome ont révélé le rôle de ces éléments dans l’évolution tant de la structure que des fonctions du génome ainsi que leur potentiel pour la mise au point de nouveaux marqueurs. Dans la présente étude, nous avons caractérisé des membres de la famille d’un rétrotransposon à longues régions terminales répétées (LTR) responsable de la duplication du gène codant la sous-unité Bx7 de masse moléculaire élevée de la gluténine du cultivar Glenlea. Ce nouvel élément a été nommé Sasanda_EU157184-1 (TREP3516). Une banque de chromosome bactérien artificiel (BAC) du blé Glenlea hexaploïde transférée sur des filtres à haute densité a été criblée avec une sonde spécifique des LTR de Sasanda, et ~1075 clones positifs ont été trouvés. Nous avons estimé à 347, le nombre de copies de ces éléments par génome haploïde. Pour maximiser la sélection d’éléments complets, nous avons choisi les 242 clones BAC pour lesquels le signal d’hybridation était le plus fort et les avons mis en présence d’une sonde comportant le domaine de la transcriptase inverse (RT). Nous avons isolé l’ADN des 133 clones qui produisaient un signal d’hybridation fort. Les extrémités gauche (5′) et droite (3′) des LTR ainsi que les domaines de la RT de 121 clones ont été amplifiés par PCR et séquencés. Les relations phylogénétiques ont été inférées d’une série de données constituée des séquences de 100 RT, 102 LTR 5′ et 100 LTR 3′ représentant respectivement 233, 451 et 495 sites informatifs pour des comparaisons. L’arbre des plus proches voisins montre que l’élément existe depuis au moins 1,8 million d’années et qu’il a évolué en cinq sous-familles, au moins. Les moments d’insertion des 89 éléments complets ont été estimés d’après la divergence entre leurs LTR. L’analyse des domaines LTR a permis non seulement de corroborer l’inférence faite du domaine RT, mais aussi de repérer des flambées d’amplification, à partir d’il y a 2,6 millions d’années jusqu’à présent, sauf pour un membre datant d’il y a 4,6 ± 0,7 millions d’années, ce qui correspond à l’intervalle entre la divergence de Triticum et d’Aegilops (il y a 3 millions d’années) et la divergence de Triticum et du seigle (il y a 7 millions d’années). Les LTR 5’ et 3’ étaient identiques chez 44 éléments, une indication d’activité de transposition récente. L’élément peut être utilisé pour mettre au point des rétrotransposons marqueurs, comme des S-SAP (polymorphisme d'amplification de séquences spécifiques), des REMAP (polymorphisme d’amplification des microsatellites-rétrotransposons) et des IRAP (polymorphisme d’amplification des séquences situées entre des rétrotransposons), tous des outils bien appropriés aux études de génotypage.