Déterminisme génétique des caractères de "fitness" en condition de stress hydrique chez Medicago truncatula

Abstract

La sécheresse est l’un des stress abiotiques les plus importants qui touche autant les plantes naturelles que celles cultivées. Mais bien que chez ces dernières, il est étroitement lié à la productivité et aux caractères de rendement, chez les espèces naturelles, ilaffecte surtout les caractères de fitness qui assurent la survie et la pérennité de l’espèce. Ce travail se propose d’exploiter la variabilité génétique naturelle qui existe chez l’espèce Medicago truncatula afin d’identifier les déterminants génétiques (QTL) de quelques caractères de fitness en réponse à un stress hydrique cyclique et progressif de fin de cycle. En effet, cette espèce dispose d’une grande diversité naturelle et d’outils génétiques et a souvent l’habitude de faire face à des périodes de sécheresse dans son milieu naturel. Dans une première expérimentation, dix lignées (A10, Jemalong-A17, DZA315.16, F83005.5,F83005.9, TN1.11, TN1.21, TN6.18, et TN8.3) dérivées de populations naturelles et ayant fait l’objet d’une cartographie génétique ont été utilisées pour explorer la variabilité génétique relative à quelques caractères de fitness. Trois cycles successifs de stress hydrique ont été appliquésen période reproductive. Cette dernière est considérée comme la plus sensible à la sécheresse pour cette espèce. Les résultats obtenus ont révélé une très grande variabilité génétique entre les lignées étudiées, quel que soit le régime hydrique appliqué. La comparaison, entre les moyennes obtenues en condition stressée avec celles de la condition non stressée, a mis en évidence une diminution considérable (5-74%) pour la plupart des caractères étudiés, notamment pour le poids total des gousses, le nombre total de gousses et le nombre total de graines par gousse. Parmi les lignées contrastantes en réponse au stress hydrique il y a la lignée TN1.11 et A17. Dans une deuxième expérimentation, nous avons utilisé la population RIL LR7 (Population de lignées recombinantes), issue du croisement entre les deux lignées TN1.11 x A17, pour entamer une analyse QTL. L’analyse a été faite sur des caractères végétatives notés avant l’application du stress hydrique (avant floraison) ainsi que sur des caractères de fitness (condition non stressante et sous déficit hydrique). Un total de 49 QTL, expliquant entre 6 et 38% de la variation phénotypique ont été détectés. Tous les chromosomes sont impliqués à l’exception du chromosome 6. Le nombre le plus élevé se trouve sur le chromosome 7(16 QTL) qui rassemble des QTL représentant des caractères notés dans différentes conditions et qui co-localisent ensemble. Le LOD score le plus élevé (21.7) a été trouvé pour la date de floraison (chromosome 7) avec une variance phénotypique de 38%. Dans cette étude, aucun QTL majeur spécifique à une condition hydrique n’a été détecté. Cependant, les résultats obtenus ont montré que les QTL relatifs aux caractères de fitness étaient nombreux avec de petits effets additifs suggérant que la réponse à la sécheresse est régie par plusieurs gènes avec des effets faibles. Ceci implique que plusieurs QTL doivent être manipulés en même temps par le sélectionneur, pour obtenir un impact significatif.