Une étude d’association pangénomique sur la qualité des pommes et la résistance à la tavelure du pommier

Citation

McClure, K.A., K.M. Gardner, G.M. Douglas, J. Song, C.F. Forney, J. DeLong, L. Fan, L. Du, P.M.A. Toivonen, D.J. Somers, I. Rajcan and S. Myles. 2018. A Genome-Wide Association Study of Apple Quality and Scab Resistance. Plant Genome. Vol. 11(1), pp. 1-14. DOI: 10.3835/plantgenome2017.08.0075.

Résumé en langage clair

Le pommier domestique (Malus domestica Borkh), espèce importante sur les plans culturel et économique, est cultivé partout dans le monde. Avec les méthodes classiques de sélection génétique, la commercialisation d’une nouvelle variété peut prendre jusqu’à 20 ans. Mais la génomique pourrait accélérer le processus. Pour faire progresser la sélection génétique de la pomme assistée par la génomique, nous avons mené des études d’association pangénomique et des essais de prédiction génomique sur une collection de 172 obtentions de pomme en établissant des liens entre 55 000 polymorphismes mononucléotidiques (SNP) et 10 phénotypes recueillis sur une période de deux ans. Nos recherches ont révélé plusieurs locus connus pour la couleur de la peau, la date de récolte et la fermeté au moment de la récolte. Plusieurs associations établies grâce à ces études se sont avérées résistantes à un important pathogène fongique : la tavelure du pommier. Grâce à la prédiction génomique, nous avons démontré que la plupart des phénotypes sont suffisamment prévisibles pour être candidats à la sélection génomique si on utilise des SNP pangénomiques. Enfin, nous avons détecté un signal de rétention de la fermeté après l’entreposage sur le chromosome 10, et montré que ce signal ne découle peut-être pas d’une variation touchant la polygalacturonase (PG1), codée par un gène identifié à répétition dans les études de cartographie biparentales et généralement considéré comme étant à l’origine d’un important locus à caractère quantitatif (QTL) de fermeté sur le chromosome 10. Selon nos recherches, cet important QTL découlerait plutôt de la variation d’un gène voisin, responsable du facteur de réponse à l’éthylène. En identifiant un nouveau gène candidat à l’origine d’un QTL bien connu, associé à la fermeté de la pomme, la présente étude montre que la résolution cartographique des études d’association pangénomique est supérieure à celle de la cartographie de liaison biparentale. Elle fournit également de nouvelles données au programme de sélection génétique assistée par la génomique pour améliorer la fermeté et la résistance à la tavelure du pommier.

Résumé

Le pommier domestique (Malus domestica Borkh), espèce importante sur les plans culturel et économique, est cultivé partout dans le monde. Les producteurs de cette vivace longévive doivent livrer des fruits de qualité adéquate, tout en luttant contre le stress biotique et abiotique. Les méthodes classiques de sélection génétique de la pomme peuvent prendre jusqu’à 20 ans, du croisement initial à la commercialisation, mais la génomique pourrait accélérer le processus. Pour faire progresser la sélection génétique de la pomme assistée par la génomique, nous avons mené des études d’association pangénomique et des essais de prédiction génomique sur une collection de 172 obtentions de pomme en établissant des liens entre 55 000 polymorphismes mononucléotidiques (SNP) et 10 phénotypes recueillis sur une période de deux ans. Les études d’association pangénomique ont révélé plusieurs locus connus pour la couleur de la peau, la date de récolte et la fermeté au moment de la récolte. Plusieurs associations établies grâce à ces études se sont avérées résistantes à un important pathogène fongique : la tavelure du pommier (Venturia inaequalis [Cooke] Wint). Selon nos recherches, ces résultats renvoient probablement à une source ancestrale unique. Grâce à la prédiction génomique, nous avons démontré que la plupart des phénotypes sont suffisamment prévisibles pour être candidats à la sélection génomique si on utilise des SNP pangénomiques. Enfin, nous avons détecté un signal de rétention de la fermeté après l’entreposage sur le chromosome 10, et montré que ce signal ne découle peut-être pas d’une variation touchant la PG1, codée par un gène identifié à répétition dans les études de cartographie biparentales et généralement considéré comme étant à l’origine d’un important locus à caractère quantitatif (QTL) de fermeté sur le chromosome 10. Selon nos recherches, cet important QTL découlerait plutôt de la variation d’un gène voisin, responsable du facteur de réponse à l’éthylène. En identifiant un nouveau gène candidat à l’origine d’un QTL majeur bien connu, associé à la fermeté de la pomme, la présente étude montre que la résolution cartographique des études d’association pangénomique est supérieure à celle de la cartographie de liaison biparentale.