Identification of the genetic and molecular determinants controlling seed yield stability in winter oilseed rape
Identification des déterminants génétiques et moléculaires contrôlant la stabilité du rendement chez le colza d’hiver
Résumé
One of the current challenges in plant breeding is to ensure optimized and stable production in low-input cropping systems under fluctuating environments. The observed phenotype results from the expression of the effects of the genotype and the environment in addition to genotype × environment interaction (G×E). Breeding for varieties that are stable/adapted to a wide range of environments or, on the opposite, specifically adapted to targeted environments requires understanding and exploiting the G×E interaction. In this context, this thesis work aimed at answering the following questions: what are the main abiotic factors limiting seed yield in winter oilseed rape. How can these factors be used to define environmental typologies that make it possible to characterize and cluster environments to decompose the G×E interaction? Finally, is this envirotyping relevant to charaterize the genetic determinants controlling the G×E?A strategy based on the characterization and analysis of a network of 47 trials spread over the main rapeseed growing areas in France and conducted under contrasting nitrogen nutrition regimes, was used to identify the factors limiting seed yield in rapeseed and to cluster the trials into envirotypes. Subsequently, a genome wide association study was conducted on 173 winter oilseed rape genotypes tested within this network in order to identify the QTL that control seed yield and the G×E interaction. Stable and specific QTL were identified according to envirotypes. The interest of this approach and the results obtained are discussed, particularly with the
Un des enjeux actuels de l’amélioration des plantes est d’assurer une production optimisée et stable dans des systèmes de culture économes en intrants et soumis à des environnements de plus en plus fluctuants. Le phénotype observé résulte de l’expression des effets du génotype et de l’environnement mais aussi de l’interaction génotype × environnement (G×E). Proposer des variétés stables/adaptées à une large gamme de milieux ou adaptées à des environnements spécifiques nécessite de comprendre finement et d’exploiter les interactions G×E. Dans ce contexte, ce travail de thèse a cherché à répondre aux questions suivantes : quels sont les principaux facteurs abiotiques limitant le rendement chez le colza ? Comment valoriser ces facteurs pour établir une typologie des environnements qui permette de les caractériser et de les regrouper de manière à décomposer l’interaction G×E ?Cet envirotypage permet-il de caractériser les déterminants génétiques contrôlant le G×E ? Une stratégie basée sur la caractérisation et l’analyse d’un réseau de 47 essais répartis sur les principales zones de culture du colza en France et conduits dans des conditions contrastées de fertilisation azotée a été déployée pour identifier les facteurs limitant le rendement et regrouper les essais en envirotypes. Puis, une analyse génétique par association a été menée sur 173 génotypes de colza d’hiver expérimentés dans ce réseau afin d’identifier les QTL qui contrôlent le rendement et l’interaction G×E. Des QTL stables et spécifiques ont été identifiés en fonction des envirotypes. L’intérêt de cette approche
Origine : Version validée par le jury (STAR)