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Une avancée pour la sélection des espèces fruitières du genre Prunus

Depuis 2011 le nombre de publications sur le déterminisme génétique de caractères d’intérêt agronomique chez les Prunus (pêches, prunes, abricots, cerises, etc.) a doublé. Les marqueurs associés aux gènes contrôlant les caractères souhaités peuvent ainsi être utilisés dans les programmes de sélection.

sélection des espèces fruitières du genre  PRUNUS © José Antonio Campoy
Mis à jour le 08/07/2014
Publié le 08/04/2014

Les espèces du genre Prunus : un ensemble d’espèces ayant une importance déterminante pour l’économie de la filière fruitière

Le genre Prunus (famille des Rosaceae) comprend 230 espèces, dont plusieurs produisent des drupes comestibles. Au niveau mondial, en 2011, la production annuelle de Prunus a été évaluée à 41 millions de tonnes, dont 21,52 MT de pêches et de nectarines, 11,35 MT de prunes et de mirabelles, 3,84 MT d’abricots et 3,4 MT de cerises. D’un point de vue physiologique, les Prunus ont une longue période de croissance juvénile (entre 3 et 10 ans selon les espèces) et subissent une période de dormance annuelle. Pour ces raisons, le développement de nouveaux cultivars est long et coûteux par rapport aux espèces annuelles.

La sélection assistée par marqueurs (SAM) : une solution intéressante

Certains caractères présentent un déterminisme génétique simple (contrôle par un seul gène) et se caractérisent par des variations qualitatives (telles que le caractère pêcher/ nectarine), alors que d’autres ont un déterminisme complexe impliquant plusieurs gènes et se déterminent par des variations continues (taille du fruit par exemple). Chez les Prunus, ces deux types de caractères sont intégrés dans les schémas de sélection. La difficulté réside dans l’association des marqueurs aux caractères, d’autant que les données génétiques actuellement disponibles sont dispersées dans diverses bases de données non harmonisées. Le séquençage récent du génome complet de la pêche, l’analyse de l’expression des gènes (transcriptome) et la conservation des génomes entre espèces Prunus (synténie) offrent désormais de nouvelles possibilités pour associer les marqueurs moléculaires aux gènes candidats.

Relier les marqueurs aux caractères

Les chercheurs ont compilé l’information relative aux descendances issues de parents présentant des différences marquées pour les caractères étudiés. Ces descendances ont été analysées d’une part, pour les caractères d’intérêt et d’autre part, par des marqueurs moléculaires. Des cartes génétiques ont été construites à partir de la ségrégation des marqueurs. La cartographie génétique est basée sur des calculs de fréquence de recombinaison pour les marqueurs de l'ADN. Au sein du genre Prunus, le pêcher a été l'espèce la plus étudiée, suivie par l'abricotier, l’amandier, le cerisier et le prunier. Grâce à la petite taille de son génome (227 Mbp), sa courte période de juvénilité (2-3 ans) et à son auto-fertilité, le pêcher est l’espèce la mieux caractérisée génétiquement dans le genre Prunus. Cependant, la période de juvénilité reste encore une des contraintes les plus limitantes pour établir des études génétiques comparables à celles conduites sur les espèces annuelles.
Les auteurs ont rassemblé l’information relative au déterminisme génétique de 110 caractères agronomiques, dont 24 avec un déterminisme génétique simple et 86 avec un déterminisme complexe impliquant plusieurs gènes (QTL). Cette compilation est disponible dans la Base de Données Génomiques de Rosaceae (www.rosaceae.org). Beaucoup de caractères agronomiques sont polygéniques et impliquent plusieurs régions du génome. Dans ce contexte, l’application de l’ensemble d’outils génomiques aujourd’hui disponibles représente un nouveau challenge à l’échelle moléculaire et offre des opportunités d’une part pour l’identification des gènes liés aux caractères agronomiques et d’autre part pour la mise en œuvre de stratégies efficaces de sélection assistée par marqueurs.

Sources

  • Salazar, J. A., Ruiz, D., Campoy, J. A., Sánchez-Pérez, R., Crisosto, C. H., Martínez-García, P. J., Blenda, A., Jung, S., Main, D., Martínez-Gómez, P., Rubio, M. (2014). Quantitative trait loci (QTL) and mendelian trait loci (MTL) analysis in Prunus: a breeding perspective and beyond. Plant Molecular Biology Reporter, 32 (1), 1-18. DOI : 10.1007/s11105-013-0643-7