CA2470460A1 - Qtls de resistance a la fusariose chez le ble - Google Patents
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Abstract
L'invention est relative à l'identification de nouveaux QTLs de résistance à la fusariose de l'épi, et à leur utilisation pour l'amélioration de la résistance à la fusariose chez le blé.
Description
QTLs DE RÉSISTANCE A LA FUSARIOSE CHEZ LE BLÉ
La présente invention se rapporte à de nouveaux marqueurs de résistance à la fusariose de l'épi, et à. leur utilisation pour améliorer la résistance du blé à la fusariose.
La fusariose du blé, également désignée sous les initiales FHB_ (abréviatïon de la dénomination anglaise <e Fusarium Head Blight »), est provoquée par des champignons du genre Fusarium, notamment Fusarium graminearum ou Fusarium culmorum ; elle dïminue le rendement des récoltes, ainsi que leur qualité ; en outre, les Fusarium produisent des mycotoxines toxiques non seulement pour les plantes infectées, mais aussi pour les mammifères qui les consomment.
Les traitements par des fongïcides sont peu efficaces pour lutter contre la fusariose, et peuvent être nuisibles pour l'environnement. Parmi les alternatives proposées, la sélection de variétés de blé résistantes est considérée comme l'une des approches les plus prometteuses pour contrôler la fusariose.
Cependant, la résistance à la fusariose est un caractère quantitatif complexe qui serait contrôlé par 2 à 5 gènes majeurs, et par plusïeurs gènes mineurs ; son expressïon est en outre fortement ïnfluencée par les conditions environnementales. Dans ces conditions, la mise en oeuvre des méthodes classiques de sélection variétale pour obtenir des plantes possédant les propriétés souhaïtées s'avère longue et fastïdieuse.
Une approche de plus en plus utilisée actuellement pour faciliter l'obtention de plantes possédant un caractère quantitatif d'intérêt agronomique consiste à
localiser des régions chromosomiques intervenant dans la variabilité dudit caractère. Ces régions dénommées QTL.(pour « Quantitative Trait Locus »), sont mises en évidence par la présence de marqueurs moléculaires dont le polymorphisme explique une part significative de la variation dudit caractère.
Lorsqu'un QTL favorable au caractère souhaité a été mis en évidence, il peut ensuite être utilisé de
La présente invention se rapporte à de nouveaux marqueurs de résistance à la fusariose de l'épi, et à. leur utilisation pour améliorer la résistance du blé à la fusariose.
La fusariose du blé, également désignée sous les initiales FHB_ (abréviatïon de la dénomination anglaise <e Fusarium Head Blight »), est provoquée par des champignons du genre Fusarium, notamment Fusarium graminearum ou Fusarium culmorum ; elle dïminue le rendement des récoltes, ainsi que leur qualité ; en outre, les Fusarium produisent des mycotoxines toxiques non seulement pour les plantes infectées, mais aussi pour les mammifères qui les consomment.
Les traitements par des fongïcides sont peu efficaces pour lutter contre la fusariose, et peuvent être nuisibles pour l'environnement. Parmi les alternatives proposées, la sélection de variétés de blé résistantes est considérée comme l'une des approches les plus prometteuses pour contrôler la fusariose.
Cependant, la résistance à la fusariose est un caractère quantitatif complexe qui serait contrôlé par 2 à 5 gènes majeurs, et par plusïeurs gènes mineurs ; son expressïon est en outre fortement ïnfluencée par les conditions environnementales. Dans ces conditions, la mise en oeuvre des méthodes classiques de sélection variétale pour obtenir des plantes possédant les propriétés souhaïtées s'avère longue et fastïdieuse.
Une approche de plus en plus utilisée actuellement pour faciliter l'obtention de plantes possédant un caractère quantitatif d'intérêt agronomique consiste à
localiser des régions chromosomiques intervenant dans la variabilité dudit caractère. Ces régions dénommées QTL.(pour « Quantitative Trait Locus »), sont mises en évidence par la présence de marqueurs moléculaires dont le polymorphisme explique une part significative de la variation dudit caractère.
Lorsqu'un QTL favorable au caractère souhaité a été mis en évidence, il peut ensuite être utilisé de
2 différentes manières dans le cadre de l'obtention de plantes possédant ce caractère. Par exemple, des marqueurs moléculaires d'un QTL favorable peuvent être utïlisés pour sélectionner des plantes quï le portent, afin de les utiliser comme source de matériel génétique pour l'amélioration de ce caractère d'intérêt chez d'autres plantes. Ce QTL favorable peut ensuite être introduit (par exemple par des méthodes classiques d'introgression) dans des plantes chez lesquelles on souhaite améliorer ce caractère d'intérêt ; l'efficacité
de cette introgression peut être contrôlée grâce à
l'utilisation de marqueurs moléculaires du QTL concerné, selon les procédures usuelles de sélection assistée par marqueurs (SAM).
En ce qui concerne la résistance à la fusariose, aucune variété de blé totalement résistante n'a été
identifiée à l'heure actuelle ; cependant, l'existence de facteurs de résistance dans des blés de différentes origines a été décrite . 1) des blés de printemps d'origine asiatique, (Ning, Sumaï3, Noboeka Bozu) ; 2) un blé d'hiver d'origïne brésilienne (Frontana) ; des blés d'hiver d'origine européenne (Praag, Novokrumka) (GILBERT et TEKAUZ, Can. J.
Plant Pathol., 22, 1-8, 2000).
Les mécanismes impliqués dans la résistance à la fusariose ont été regroupés en plusieurs types . la résistance à l'infection initiale (Type I) ; la résistance à
la propagation du champignon dans les tissus de la plante infectée (Type II), la capacité de dégrader les mycotoxines (Type III), l'aptïtude à limiter l'accumulation des mycotoxines dans le grain (Type IV), et la rësistance à
l' infection du grain (Type V) .
Des QTL associés à la résistance à la fusariose du blé ont déj à été identifiés, notamment sur le bras court du chromosome 3B (WALDRON et al., Crop Science, 39, 805-811, 1999 ; ZHOU et al., Proc. of the 2000 National Fusarium Head Blight Forum, 69-73, 2000 ; ANDERSON et al., Theor. Appl.
Genet., 102, 1164-1168, 2001) sur le bras court du chromosome 2B (CHEN et al., Proc. of the 2000 National Fusarium Head Blight Forum, 19-24, 2000), et sur le bras long du chromosome
de cette introgression peut être contrôlée grâce à
l'utilisation de marqueurs moléculaires du QTL concerné, selon les procédures usuelles de sélection assistée par marqueurs (SAM).
En ce qui concerne la résistance à la fusariose, aucune variété de blé totalement résistante n'a été
identifiée à l'heure actuelle ; cependant, l'existence de facteurs de résistance dans des blés de différentes origines a été décrite . 1) des blés de printemps d'origine asiatique, (Ning, Sumaï3, Noboeka Bozu) ; 2) un blé d'hiver d'origïne brésilienne (Frontana) ; des blés d'hiver d'origine européenne (Praag, Novokrumka) (GILBERT et TEKAUZ, Can. J.
Plant Pathol., 22, 1-8, 2000).
Les mécanismes impliqués dans la résistance à la fusariose ont été regroupés en plusieurs types . la résistance à l'infection initiale (Type I) ; la résistance à
la propagation du champignon dans les tissus de la plante infectée (Type II), la capacité de dégrader les mycotoxines (Type III), l'aptïtude à limiter l'accumulation des mycotoxines dans le grain (Type IV), et la rësistance à
l' infection du grain (Type V) .
Des QTL associés à la résistance à la fusariose du blé ont déj à été identifiés, notamment sur le bras court du chromosome 3B (WALDRON et al., Crop Science, 39, 805-811, 1999 ; ZHOU et al., Proc. of the 2000 National Fusarium Head Blight Forum, 69-73, 2000 ; ANDERSON et al., Theor. Appl.
Genet., 102, 1164-1168, 2001) sur le bras court du chromosome 2B (CHEN et al., Proc. of the 2000 National Fusarium Head Blight Forum, 19-24, 2000), et sur le bras long du chromosome
3 5A (XU et al., 2001 National Fusarium Head Blight Forum, Holiday Inn Cincinnati Airport, Erlanger, KY, December 8-10, 2001 ) .
Les programmes de sélection de blés résistants à
la fusariose sont pour la plupart basés sur l'utilisation des variétés résïstantes d'origine asiatique, et notamment Sumai3 et Ning. En outre, les QTL de résistance à la fusariose identifïés jusqu'à présent sont principalement associés à la résistance de type II, qui est la plus facile à analyser en condïtïons de culture contrôlées (notamment en serre).
Cependant, l'utilisation extensïve d'un nombre limité de sources de résistance peut induire une pression de sélection sur les gènes impliqués. Bien que la résistance du blé à la fusarïose soit considérée comme stable et durable (MESTERHAZY, « Durable disease resistance . key to sustainable agriculture », 84, 2000), ïl est nécessaire d'ïdentifïer et d'utiliser de nouvelles sources de résistance, afin de prévenïr une éventuelle perte de résistance. En outre, il est préférable de pouvoir combiner différents types de résistance d'origine diverse, afin d'augmenter la résistance globale.
Des niveaux importants de résistance ont dëjà été
décrits chez le blé d'hiver, et une excellente résistance au champ a été observée chez quelques variétés européennes de blé (SNIDJERS, Euphytica, 50, 171-179, 1990 ; MESTERHAZY, Plant breeding, 114, 377-386, 1995). Cependant, à l'heure actuelle, la résistance des blés d'hiver européens est beaucoup moins bien caractérisée que celle du matériel d'origine asiatique.
Les Inventeurs ont entrepris de rechercher, chez des blés d'hiver européens, des QTL contribuant à la résistance à la fusariose en conditions de culture en champ.
Ils ont ainsi détecté à partir d'un croisement entre la variété « Renan » résistante à la fusariose, et la variété « Récïtal >a sensible à la fusariose, 9 QTL associés avec la résistance à la fusariose. Parmi ceux-ci, ils ont mis en évidence 2 QTL majeurs dénommés ci-après fus5a2 et fus2b, qui sont stables malgré la variabilité environnementale
Les programmes de sélection de blés résistants à
la fusariose sont pour la plupart basés sur l'utilisation des variétés résïstantes d'origine asiatique, et notamment Sumai3 et Ning. En outre, les QTL de résistance à la fusariose identifïés jusqu'à présent sont principalement associés à la résistance de type II, qui est la plus facile à analyser en condïtïons de culture contrôlées (notamment en serre).
Cependant, l'utilisation extensïve d'un nombre limité de sources de résistance peut induire une pression de sélection sur les gènes impliqués. Bien que la résistance du blé à la fusarïose soit considérée comme stable et durable (MESTERHAZY, « Durable disease resistance . key to sustainable agriculture », 84, 2000), ïl est nécessaire d'ïdentifïer et d'utiliser de nouvelles sources de résistance, afin de prévenïr une éventuelle perte de résistance. En outre, il est préférable de pouvoir combiner différents types de résistance d'origine diverse, afin d'augmenter la résistance globale.
Des niveaux importants de résistance ont dëjà été
décrits chez le blé d'hiver, et une excellente résistance au champ a été observée chez quelques variétés européennes de blé (SNIDJERS, Euphytica, 50, 171-179, 1990 ; MESTERHAZY, Plant breeding, 114, 377-386, 1995). Cependant, à l'heure actuelle, la résistance des blés d'hiver européens est beaucoup moins bien caractérisée que celle du matériel d'origine asiatique.
Les Inventeurs ont entrepris de rechercher, chez des blés d'hiver européens, des QTL contribuant à la résistance à la fusariose en conditions de culture en champ.
Ils ont ainsi détecté à partir d'un croisement entre la variété « Renan » résistante à la fusariose, et la variété « Récïtal >a sensible à la fusariose, 9 QTL associés avec la résistance à la fusariose. Parmi ceux-ci, ils ont mis en évidence 2 QTL majeurs dénommés ci-après fus5a2 et fus2b, qui sont stables malgré la variabilité environnementale
4 résultant de la culture en champ, et un QTL dénommé fus5al, qui n'explique qu'une faible proportion de la variance phénotypique dans la population issue du croisement Renan x Récital, mais apparaît comme jouant un rôle plus important dans la population rësultant du croisement entre la variété « Arche » résistante à la fusariose et la variété
« Récital ».
Ils ont en outre mis en évidence des QTLs de limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain, qui colocalisent sur les chromosomes 2B et 5A avec les QTLs fus2b et fus5a2 de résïstance à la fusariose.
La présente invention a pour objet l'utilisation d'un ou plusieurs marqueurs moléculaires d'au moins un QTL de résïstance à la fusariose choisï parmi fus5a2, fus2b et fus5al pour la sélection assistée par marqueurs de plants, lignées, ou variétés de blé, présentant une résistance améliorée à la fusariose.
Le QTL dénommé fus5a2 est situé sur le bras long du chromosome 5A, et est bordé, chez la variété Renan, par les marqueurs bcd0508 et gwm271b. I1 explique entre 10,1 et 18,6% de la variation phénotypique, et apparaît en relation avec la résistance de type I à la fusariose. Cette caractéristique est particulièrement intéressante dans le cadre d'une utilisation de ce QTL en combinaison avec d'autres QTL associés avec d'autres types de résistance à la fusarïose.
Le QTL dénommé fus2b est situé sur le bras court du chromosome 2B, et est bordé, chez la variété Renan, par les marqueurs gwm388 et gwm257a. I1 explique entre 6,9 et 10,8% de la variation phénotypique, et apparaît en relation avec la résistance de type II à la fusariose.
Le QTL dénommé fus5al est situé sur le bras court du chromosome 5A, et est bordé par les marqueurs psr0170a et gwm443 chez la variété Renan, et par les marqueurs fbb194b et cfa2190 chez la variété Arche. Ce QTL explique entre 3, 6 et 4,5~ de la variation phénotypique dans le cas du croisement Renan x Récital, et entre 5,8 et 14% de la variation phénotypique dans le cas du croisement Arche x Récital.
« Récital ».
Ils ont en outre mis en évidence des QTLs de limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain, qui colocalisent sur les chromosomes 2B et 5A avec les QTLs fus2b et fus5a2 de résïstance à la fusariose.
La présente invention a pour objet l'utilisation d'un ou plusieurs marqueurs moléculaires d'au moins un QTL de résïstance à la fusariose choisï parmi fus5a2, fus2b et fus5al pour la sélection assistée par marqueurs de plants, lignées, ou variétés de blé, présentant une résistance améliorée à la fusariose.
Le QTL dénommé fus5a2 est situé sur le bras long du chromosome 5A, et est bordé, chez la variété Renan, par les marqueurs bcd0508 et gwm271b. I1 explique entre 10,1 et 18,6% de la variation phénotypique, et apparaît en relation avec la résistance de type I à la fusariose. Cette caractéristique est particulièrement intéressante dans le cadre d'une utilisation de ce QTL en combinaison avec d'autres QTL associés avec d'autres types de résistance à la fusarïose.
Le QTL dénommé fus2b est situé sur le bras court du chromosome 2B, et est bordé, chez la variété Renan, par les marqueurs gwm388 et gwm257a. I1 explique entre 6,9 et 10,8% de la variation phénotypique, et apparaît en relation avec la résistance de type II à la fusariose.
Le QTL dénommé fus5al est situé sur le bras court du chromosome 5A, et est bordé par les marqueurs psr0170a et gwm443 chez la variété Renan, et par les marqueurs fbb194b et cfa2190 chez la variété Arche. Ce QTL explique entre 3, 6 et 4,5~ de la variation phénotypique dans le cas du croisement Renan x Récital, et entre 5,8 et 14% de la variation phénotypique dans le cas du croisement Arche x Récital.
5 PCT/FR03/00082 On définit ici comme « marqueur moléculaire d'un QTL de résistance à la fusarïose » toute séquence polynucléotidique comprise dans la région du chromosome délimitée par les marqueurs bordant ce QTL et présentant un 5 polymorphisme corrélé à la résistance à la fusariose.
Ces marqueurs moléculaires peuvent être de différentes catégories . à titre d'exemples non-limitatifs, il peut s'agir de RFLPs (Restriction Fragment Length Polymorphism), d'AFLPs (amplification fragment length polymorphisms), de RAPD (random amplified polymorphic DNA), de microsatellites, de SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms), de STS (Sequence Tagged Sites) et notamment d'ESTs (Expressed Sequence Tags), ou de gènes.
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus5a2, on citera le marqueur RFLP
bcd0508 (DUBCOVSKY et al., Genetics, 143, 983-999, 1996) ;
les marqueurs microsatellites gwm271b, gwm639b, gwm666a, gwm617a, gwm264 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), barc165 (CREGAN et al., 2001 ;
http://www.scabusa.org/research bio.html ; SONG et al., Theor. Appl. Genet. 104, 286-293, 2002) et gpw2311 ; et les marqueurs AFLP E41M60g (VOS et al., Nucleic Acids Research, 23, 4407-4414, 1995 ; http://wheat.pw.usda.gov/ggpages/keygen eAFLPs . htlm) et P32M601oo .
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus2b, on citera les marqueurs microsatellites gwm388, gwm257a, gwm148, gwm374, gwm55, gwm113, gwm410 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), barc55, barcl8 (CREGAN et al., 2001 ;
http://www.scabusa.org/research bïo.html ; SONG et al., 2002, précité), gpw2225, et gpw1148 ; les marqueurs RFLP fba127 (NELSON et al., Genome, 38, 525-533, 1995), fbb255 (NELSON et al., Genetics, 141, 721-731, 1995) ; et les marqueurs AFLP
E40M50a et P32M483oo (VOS et al., 1995, référence précitée).
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus5al, on citera les marqueurs microsatellites gwm205, gwm443, gwm609 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), cfa2190 (également dénommé
Ces marqueurs moléculaires peuvent être de différentes catégories . à titre d'exemples non-limitatifs, il peut s'agir de RFLPs (Restriction Fragment Length Polymorphism), d'AFLPs (amplification fragment length polymorphisms), de RAPD (random amplified polymorphic DNA), de microsatellites, de SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms), de STS (Sequence Tagged Sites) et notamment d'ESTs (Expressed Sequence Tags), ou de gènes.
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus5a2, on citera le marqueur RFLP
bcd0508 (DUBCOVSKY et al., Genetics, 143, 983-999, 1996) ;
les marqueurs microsatellites gwm271b, gwm639b, gwm666a, gwm617a, gwm264 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), barc165 (CREGAN et al., 2001 ;
http://www.scabusa.org/research bio.html ; SONG et al., Theor. Appl. Genet. 104, 286-293, 2002) et gpw2311 ; et les marqueurs AFLP E41M60g (VOS et al., Nucleic Acids Research, 23, 4407-4414, 1995 ; http://wheat.pw.usda.gov/ggpages/keygen eAFLPs . htlm) et P32M601oo .
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus2b, on citera les marqueurs microsatellites gwm388, gwm257a, gwm148, gwm374, gwm55, gwm113, gwm410 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), barc55, barcl8 (CREGAN et al., 2001 ;
http://www.scabusa.org/research bïo.html ; SONG et al., 2002, précité), gpw2225, et gpw1148 ; les marqueurs RFLP fba127 (NELSON et al., Genome, 38, 525-533, 1995), fbb255 (NELSON et al., Genetics, 141, 721-731, 1995) ; et les marqueurs AFLP
E40M50a et P32M483oo (VOS et al., 1995, référence précitée).
A titre d'exemples non-limitatifs de marqueurs moléculaires du QTL fus5al, on citera les marqueurs microsatellites gwm205, gwm443, gwm609 (RADER et al., Genetics, 149, 2007-2023, 1998), cfa2190 (également dénommé
6 A08F08), cfa2049, et gpw2231 ; les marqueurs RFLP psr170 (LIU
et al., Theor. Appl. Genet., 83, 305-312, 1992), bcd1871 (NELSON et al., Genetics, 141, 721-731, 1995), fbb194 (MARINO
et al., Genome, 39, 359-366, 1996); et le marqueur AFLP
P32M62125 (CHALMERS et al., Aust. J. agrïc. Res., 52, 1089-1119, 2001) .
Les marqueurs moléculaires gpw1148, gpw2231, gpw2311, et gpw2225 sont nouveaux ; les caractéristiques de ces marqueurs sont indiques ci-aprs .
- gpw1148 .
amorce gauche . GGTAGCCCGAACAGCTTGAG (SEQ IDNO . 1) amorce droite . GGAACTGTCCGAAGGTGTGT (SEQ IDNO . 2) Tm . 60C
- gpw2231 .
amorce gauche . CCAAATGGCCATCCTTATTG (SEQ IDNO 3) .
amorce droite . TAGCACGCTTGAGTCCAACA (SEQ IDNO 4) .
Tm . 60C
- gpw2311 .
amorce gauche . CCAAAAGTGGTGGGATCAAT (SEQ IDNO 5) .
amorce droite . TGCAAGAACAGCTTACCGTC (SEQ IDNO 6) .
Tm . 60C
- gpw2225 .
amorce gauche . ATCAAGGACCTGTCACTCGG (SEQ IDNO 7) .
amorce droite . CCCTTCCCTTAACAAAAGCC (SEQ IDNO 8) .
Tm . 60C
Ces nouveaux marqueurs font également partie de l'objet de la présente invention, ainsi que les outils (amorces, sondes, etc.) permettant la détection de ces marqueurs.
A partir des informations sur les QTL fus5a~
fus2b et fus5al fournies par la présente invention, l'homme du métier peut facilement identifier d'autres marqueurs moléculaires de ces QTL.
Dans le cadre de la mise en ouvre de la présente invention, on peut utiliser, selon les techniques connues en elles-mêmes de sëlection assistée par marqueurs, un ou plusieurs marqueurs moléculaires de fus5a2, de fus2b, ou de
et al., Theor. Appl. Genet., 83, 305-312, 1992), bcd1871 (NELSON et al., Genetics, 141, 721-731, 1995), fbb194 (MARINO
et al., Genome, 39, 359-366, 1996); et le marqueur AFLP
P32M62125 (CHALMERS et al., Aust. J. agrïc. Res., 52, 1089-1119, 2001) .
Les marqueurs moléculaires gpw1148, gpw2231, gpw2311, et gpw2225 sont nouveaux ; les caractéristiques de ces marqueurs sont indiques ci-aprs .
- gpw1148 .
amorce gauche . GGTAGCCCGAACAGCTTGAG (SEQ IDNO . 1) amorce droite . GGAACTGTCCGAAGGTGTGT (SEQ IDNO . 2) Tm . 60C
- gpw2231 .
amorce gauche . CCAAATGGCCATCCTTATTG (SEQ IDNO 3) .
amorce droite . TAGCACGCTTGAGTCCAACA (SEQ IDNO 4) .
Tm . 60C
- gpw2311 .
amorce gauche . CCAAAAGTGGTGGGATCAAT (SEQ IDNO 5) .
amorce droite . TGCAAGAACAGCTTACCGTC (SEQ IDNO 6) .
Tm . 60C
- gpw2225 .
amorce gauche . ATCAAGGACCTGTCACTCGG (SEQ IDNO 7) .
amorce droite . CCCTTCCCTTAACAAAAGCC (SEQ IDNO 8) .
Tm . 60C
Ces nouveaux marqueurs font également partie de l'objet de la présente invention, ainsi que les outils (amorces, sondes, etc.) permettant la détection de ces marqueurs.
A partir des informations sur les QTL fus5a~
fus2b et fus5al fournies par la présente invention, l'homme du métier peut facilement identifier d'autres marqueurs moléculaires de ces QTL.
Dans le cadre de la mise en ouvre de la présente invention, on peut utiliser, selon les techniques connues en elles-mêmes de sëlection assistée par marqueurs, un ou plusieurs marqueurs moléculaires de fus5a2, de fus2b, ou de
7 fus5al, à différents stades de l'obtention de blés résistants à la fusariose.
Par exemple, ces marqueurs sont utilisables pour évaluer le potentiel de résistance à la fusariose d'un plant, d'une lignée, ou d'une variété de blé, par détection d'un ou plusieurs des QTL de résistance fus5a2, fus2b, ou fus5al.
Des plants, lignées, ou variétés possédant au moins un QTL de résistance à la fusariose ainsi identifié
peuvent être utilisées comme source de matériel génétique pour améliorer la résistance à la fusariose de plantes non-résistantes ou faiblement résistantes, par exemple par introgression dudit QTL dans lesdites plantes. Le suivi de cette introgression peut ensuite être assuré à l'aide desdits marqueurs.
La présente invention englobe également l'utilisation de sondes ou amorces polynucléotidiques permettant la détection de marqueurs moléculaires de fus5a2, fus2b ou fus.5al, dans le cadre des utilisations desdits marqueurs définies ci-dessus.
La présente invention sera mieux comprise à
l'aide du complément de description quï va suivre, qui se réfère à un exemple non-limitatif illustrant la mise en évïdence de QTL de résistance à la fusariose, et notamment des QTL fus5a2, fus2.b, et fus5al.
EXEMPLE .
MATERIEL ET METHODES
Plantes Pour la cartographie, une population constituée de 194 lignées consanguines recombinantes F7 (RIL pour .
« recombïnant inbred lines ») a été utilïsée. Cette population a été obtenue à partir du croisement entre deux cultivars de blé d'hiver européen . « Renan » et « Récital ».
e< Renan » est un cultivar résistant à la fusariose dérivé du croisement . Mironovskaia808/Maris Huntsman//VPM Moisson4/
Courtot, et « Récital » est un cultivar sensible dérivé du croisement . Mexique267/5/(81.12/Besostayal//HeineVII/3/Nord/
Tadorna), 9369.
Par exemple, ces marqueurs sont utilisables pour évaluer le potentiel de résistance à la fusariose d'un plant, d'une lignée, ou d'une variété de blé, par détection d'un ou plusieurs des QTL de résistance fus5a2, fus2b, ou fus5al.
Des plants, lignées, ou variétés possédant au moins un QTL de résistance à la fusariose ainsi identifié
peuvent être utilisées comme source de matériel génétique pour améliorer la résistance à la fusariose de plantes non-résistantes ou faiblement résistantes, par exemple par introgression dudit QTL dans lesdites plantes. Le suivi de cette introgression peut ensuite être assuré à l'aide desdits marqueurs.
La présente invention englobe également l'utilisation de sondes ou amorces polynucléotidiques permettant la détection de marqueurs moléculaires de fus5a2, fus2b ou fus.5al, dans le cadre des utilisations desdits marqueurs définies ci-dessus.
La présente invention sera mieux comprise à
l'aide du complément de description quï va suivre, qui se réfère à un exemple non-limitatif illustrant la mise en évïdence de QTL de résistance à la fusariose, et notamment des QTL fus5a2, fus2.b, et fus5al.
EXEMPLE .
MATERIEL ET METHODES
Plantes Pour la cartographie, une population constituée de 194 lignées consanguines recombinantes F7 (RIL pour .
« recombïnant inbred lines ») a été utilïsée. Cette population a été obtenue à partir du croisement entre deux cultivars de blé d'hiver européen . « Renan » et « Récital ».
e< Renan » est un cultivar résistant à la fusariose dérivé du croisement . Mironovskaia808/Maris Huntsman//VPM Moisson4/
Courtot, et « Récital » est un cultivar sensible dérivé du croisement . Mexique267/5/(81.12/Besostayal//HeineVII/3/Nord/
Tadorna), 9369.
8 Les générations F7 à F9 et les parents des RILs ont été évalués en champ en deux réplïcats, en 1998, 1999, et 2000, à la Station Expérimentale de l'INRA à Rennes. Les RILs ont été cultivées en poquets de 20 à 30 plantes sous irrigation et contaminées par pulvérisation d'une suspension de spores de Fusarium culmorum à l'anthèse. Le champ a été
irrigué pendant 20 minutes (2 à 4 mm/h) avant la contamination.
Un inoculum de F. culmorum constituë par un mélange d'isolats provenant d'épis naturellement contaminés par la fusariose, récoltés au champ l'année précédente, a été
utilisé. Les isolats ont été cultivés sur PDA (agar/dextrose de pomme de terre), et la production en masse de spores réalisée sur des grains d'orge autoclavés 2 fois. Les conidies ont été récupérées par lavage à partir des grains colonisés, et la concentration en conidies ajustée à
106 spores/ml. L'inoculum a été stocké à -20°C jusqu'à
utilisation.
Après la contamination, les températures journalières moyennes ont été enregistrées et le temps thermique (en degré.jours - °C.d) calculé. La sévérité de l'attaque par la fusariose a êté évaluêe à 350°C.d et 450°C.d après l'attaque. La contamination est évaluée en utilisant une échelle de 1 (pas de symptômes de la maladie) à 9 (épis totalement malades). La date de floraison est notée en 1998, 1999 et 2000, et la hauteur des plants (jusqu'à l'extrémité
de l'épi, à l'exception des barbes) a été mesurée en 1999 et 2000.
Construction de la carte de liaison.
Une carte de liaison génétique est construite avec 508 marqueurs de type RFLP, microsatellites et AFLP.
Cette carte comprend également quelques loti de protéines de réserve et le locus B1 de présence de barbes. L'analyse RFLP
a été réalisée par marquage radioactif des souches. Les réactions PCR pour la détection des microsatellites et des marqueurs AFLP sont réalisées en utilisant les procédés décrits par TIXIER et al. (Théo. Appl. Genet., 37, 1076-1082,
irrigué pendant 20 minutes (2 à 4 mm/h) avant la contamination.
Un inoculum de F. culmorum constituë par un mélange d'isolats provenant d'épis naturellement contaminés par la fusariose, récoltés au champ l'année précédente, a été
utilisé. Les isolats ont été cultivés sur PDA (agar/dextrose de pomme de terre), et la production en masse de spores réalisée sur des grains d'orge autoclavés 2 fois. Les conidies ont été récupérées par lavage à partir des grains colonisés, et la concentration en conidies ajustée à
106 spores/ml. L'inoculum a été stocké à -20°C jusqu'à
utilisation.
Après la contamination, les températures journalières moyennes ont été enregistrées et le temps thermique (en degré.jours - °C.d) calculé. La sévérité de l'attaque par la fusariose a êté évaluêe à 350°C.d et 450°C.d après l'attaque. La contamination est évaluée en utilisant une échelle de 1 (pas de symptômes de la maladie) à 9 (épis totalement malades). La date de floraison est notée en 1998, 1999 et 2000, et la hauteur des plants (jusqu'à l'extrémité
de l'épi, à l'exception des barbes) a été mesurée en 1999 et 2000.
Construction de la carte de liaison.
Une carte de liaison génétique est construite avec 508 marqueurs de type RFLP, microsatellites et AFLP.
Cette carte comprend également quelques loti de protéines de réserve et le locus B1 de présence de barbes. L'analyse RFLP
a été réalisée par marquage radioactif des souches. Les réactions PCR pour la détection des microsatellites et des marqueurs AFLP sont réalisées en utilisant les procédés décrits par TIXIER et al. (Théo. Appl. Genet., 37, 1076-1082,
9 1998) et BERT et al. (Théo. App. Genet., 94, 367-377, 1999), respectivement. La carte est composée de 34 groupes de liaison et couvre 2259,6 centiMorgans (cM) en distance génétïque.
Pour chaque marqueur en ségrégation, une analyse x2 (a,=0,01) a été réalisée pour tester la déviation par rapport à la ségrégatïon attendue (rapport 1:1). Les groupes de liaison ont été construits avec la version 3.1 du programme MAPMAKER/Exp (LANDER et BOSTEIN, Genetics, 121, 185-199, 1989 ~ LINCOLN et al., Constructing genetic maps with MAPMAKER/EXP version 3.0 Whitehead Institute Technical Report, 3rd Ed., 1992). Les fractions de recombinaison sont converties en dïstances en centiMorgans (cM) en utilisant la fonction de cartographie de KOSAMBI (KOSAMBI, Ann. Eugen., 12, 172-175, 1944). Les groupes de liaison sont attribués à
des chromosomes par comparaïson avec les cartes de référence de Courtot ~c Chinese Spring et Synthetic x Opata décrites respectivement par CADALEN et al. (Theo. Appl. Genet., 94, 367-377, 1997) et RODER et al. (Genetics, 149, 2007-2023, 1998 ) .
Analyse de caractères Toutes les analyses statistiques de caractères ont été réalisées en utilïsant le programme SAS (SAS
Institute Inc., 1989). Les répétitions, les génotypes, l'année et les effets de la date de floraison sont estimés par analyse de variance (ANOVA). Pour chaque année, cette analyse a été réalisée en utilisant le modèle linéaïre général (PROC GLM). La normalité de chaque distribution résiduelle a été vérifiée en utilisant la procédure PROC
UNIVARIATE, et l'homogénéité des variances phénotypiques entre les répétitions et les génotypes a été vérifiée en utilisant le test de BARTLETT. Les coefficients de corrélation de Pearson entre les années ont été estimés pour chaque caractère sur les moyennes ajustées des RIL, en utilisant la procédure PROC CORR (SAS). L'héritabilité au sens large a été également estimée à partir de l'analyse de variance avec la formule . h2.- ~Zg/[a2g + (~ze/n)] avec la variance génétique a2g - (MSg - Mse)/n, la variance environnementale 62e = Mse ; et n le nombre de réplicats par lignée. Les moyennes ajustées à partir des analyses de covariance sont utilisées pour l'analyse des QTL.
5 Analyse des QTL
La détectïon des QTL a été réalisée par cartographie d'ïntervalle (IM pour « interval mapping ») (LANDER et BOSTEIN, Genetics, 121, 185-199, 1989) et cartographie d'ïntervalle composite (CIM pour « composite
Pour chaque marqueur en ségrégation, une analyse x2 (a,=0,01) a été réalisée pour tester la déviation par rapport à la ségrégatïon attendue (rapport 1:1). Les groupes de liaison ont été construits avec la version 3.1 du programme MAPMAKER/Exp (LANDER et BOSTEIN, Genetics, 121, 185-199, 1989 ~ LINCOLN et al., Constructing genetic maps with MAPMAKER/EXP version 3.0 Whitehead Institute Technical Report, 3rd Ed., 1992). Les fractions de recombinaison sont converties en dïstances en centiMorgans (cM) en utilisant la fonction de cartographie de KOSAMBI (KOSAMBI, Ann. Eugen., 12, 172-175, 1944). Les groupes de liaison sont attribués à
des chromosomes par comparaïson avec les cartes de référence de Courtot ~c Chinese Spring et Synthetic x Opata décrites respectivement par CADALEN et al. (Theo. Appl. Genet., 94, 367-377, 1997) et RODER et al. (Genetics, 149, 2007-2023, 1998 ) .
Analyse de caractères Toutes les analyses statistiques de caractères ont été réalisées en utilïsant le programme SAS (SAS
Institute Inc., 1989). Les répétitions, les génotypes, l'année et les effets de la date de floraison sont estimés par analyse de variance (ANOVA). Pour chaque année, cette analyse a été réalisée en utilisant le modèle linéaïre général (PROC GLM). La normalité de chaque distribution résiduelle a été vérifiée en utilisant la procédure PROC
UNIVARIATE, et l'homogénéité des variances phénotypiques entre les répétitions et les génotypes a été vérifiée en utilisant le test de BARTLETT. Les coefficients de corrélation de Pearson entre les années ont été estimés pour chaque caractère sur les moyennes ajustées des RIL, en utilisant la procédure PROC CORR (SAS). L'héritabilité au sens large a été également estimée à partir de l'analyse de variance avec la formule . h2.- ~Zg/[a2g + (~ze/n)] avec la variance génétique a2g - (MSg - Mse)/n, la variance environnementale 62e = Mse ; et n le nombre de réplicats par lignée. Les moyennes ajustées à partir des analyses de covariance sont utilisées pour l'analyse des QTL.
5 Analyse des QTL
La détectïon des QTL a été réalisée par cartographie d'ïntervalle (IM pour « interval mapping ») (LANDER et BOSTEIN, Genetics, 121, 185-199, 1989) et cartographie d'ïntervalle composite (CIM pour « composite
10 interval mapping ») (ZENG, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90, 10972-10976, 1993 ~ ZENG, Genetics, 136, 1457-1468, 1994) en utilisant le logiciel « QTL CARTOGRAPHER » (BASTEN et al., QTL cartographer. A reference manual and tutorial for QTL
mapping, 1997).
Une fenêtre de 10 cM autour de l'intervalle du test a été choisïe pour toutes les analyses. Un test de permutation a été réalisé afin d'évaluer les seuils de détection appropriés pour IM et CIM. Après 1000 permutations, des seuils de LOD de 3,05 et 3,13 ont été respectivement choisis pour IM et CIM. Pour chaque QTL, la position, l'effet additif, et le pourcentage de variation phénotypique expliqué
sont estimés. Les interactions épistatiques entre 243 marqueurs présents dans la carte sont analysées par analyse de variance à 2 facteurs pour chaque paire de combinaison de loti marqueurs. Seules les interactions avec P<0,0001 et détectées pendant les 3 années sont prises en considération.
Colocalisation des QTLs associés avec la résistance à la fusariose avec des QTLs associés à la limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain.
Une analyse de la teneur des grains en mycotoxines a été réalisée sur chacune des 194 lignées consanguines recombinantes du croisement Renan x Récital.
Les grains sont moulus finement et un extrait est obtenu par deux macérations successives de la mouture dans un mélange eau-acétonitrile (50:50 v:v). Les concentrations en désoxinivalénol (DON), 3-acétyldésoxinivalénol (3ADON) et en
mapping, 1997).
Une fenêtre de 10 cM autour de l'intervalle du test a été choisïe pour toutes les analyses. Un test de permutation a été réalisé afin d'évaluer les seuils de détection appropriés pour IM et CIM. Après 1000 permutations, des seuils de LOD de 3,05 et 3,13 ont été respectivement choisis pour IM et CIM. Pour chaque QTL, la position, l'effet additif, et le pourcentage de variation phénotypique expliqué
sont estimés. Les interactions épistatiques entre 243 marqueurs présents dans la carte sont analysées par analyse de variance à 2 facteurs pour chaque paire de combinaison de loti marqueurs. Seules les interactions avec P<0,0001 et détectées pendant les 3 années sont prises en considération.
Colocalisation des QTLs associés avec la résistance à la fusariose avec des QTLs associés à la limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain.
Une analyse de la teneur des grains en mycotoxines a été réalisée sur chacune des 194 lignées consanguines recombinantes du croisement Renan x Récital.
Les grains sont moulus finement et un extrait est obtenu par deux macérations successives de la mouture dans un mélange eau-acétonitrile (50:50 v:v). Les concentrations en désoxinivalénol (DON), 3-acétyldésoxinivalénol (3ADON) et en
11 zéralénone (ZERA) ont été dosées, dans cet extrait par chromatographie phase liquide haute performance couplée à un spectromètre de masse Malditof en tandem (LC/MS/MS).
v~crTT.mame Evolution de l'attaque de fusariose Une variation significative de la svrt de l'attaque de fusariose 350 et 450C.d a t observe. Ces rsultats sont illustrs par la Figure 1. La svrit de la fusariose dans la population RIL a vari en moyenne sur 3 ans de 1,5 5,5 350C.d, et de 2,5 7,7 450C.d. Les moyennes phnotypiques de la population RIL pour le taux de maladie 450 C.d en 1998 et 1999 ont t de 5,1 et 5,2, alors qu' en 2000, la moyenne phnotypique a t de 3,8. Ce rsultat est d une moindre svrit de la fusariose en 2000. En 2000, la fusariose sur les lgnes sensibles n'a pas progress entre 350C.d et 450C.d. En 1998 et 1999, une distribut ion bimodale des symptmes a t observe 450C. d, mais en 000, une distribution unimodale a t observe.
Les rsultats de l'analyse de variance (test de Fischer) 350C.d (F350) et 450C.d (F450), sont illustrs par le bleau I ci-aprs .
Ta Tahleau I
DegrsCarr F p RZ DegrsCarr F p R2 de moyen de moyen libert libert li nes 193 1,83 6,06 0,0001 193 5,52 8,92 0,0001 annes 2 106,16352,670,0001 2 222,19358,810,0001 li nes 386 0,63 2,09 0,0001 386 1,58 2,56 0,0001 x annes rptitions 3 1,07 3,52 0,0150 3 1,23 2,0 0,113 en annes erreur 572 0,305 573 0,61 0,82 0,85 Ces résultats montrent des effets significatifs du génotype et de l'année et une interaction significative génotype x année, le bloc à l'intérieur de l'effet année n'étant pas significatif (Tableau I). Ces résultats montrent ëgalement un effet significatif du jour d'inoculation en 1998 et 1999 (données non représentées). En 2000, du fait des conditions climatiques, la période de floraison a été plus courte et l'effet du jour d'inoculation moins significatif
v~crTT.mame Evolution de l'attaque de fusariose Une variation significative de la svrt de l'attaque de fusariose 350 et 450C.d a t observe. Ces rsultats sont illustrs par la Figure 1. La svrit de la fusariose dans la population RIL a vari en moyenne sur 3 ans de 1,5 5,5 350C.d, et de 2,5 7,7 450C.d. Les moyennes phnotypiques de la population RIL pour le taux de maladie 450 C.d en 1998 et 1999 ont t de 5,1 et 5,2, alors qu' en 2000, la moyenne phnotypique a t de 3,8. Ce rsultat est d une moindre svrit de la fusariose en 2000. En 2000, la fusariose sur les lgnes sensibles n'a pas progress entre 350C.d et 450C.d. En 1998 et 1999, une distribut ion bimodale des symptmes a t observe 450C. d, mais en 000, une distribution unimodale a t observe.
Les rsultats de l'analyse de variance (test de Fischer) 350C.d (F350) et 450C.d (F450), sont illustrs par le bleau I ci-aprs .
Ta Tahleau I
DegrsCarr F p RZ DegrsCarr F p R2 de moyen de moyen libert libert li nes 193 1,83 6,06 0,0001 193 5,52 8,92 0,0001 annes 2 106,16352,670,0001 2 222,19358,810,0001 li nes 386 0,63 2,09 0,0001 386 1,58 2,56 0,0001 x annes rptitions 3 1,07 3,52 0,0150 3 1,23 2,0 0,113 en annes erreur 572 0,305 573 0,61 0,82 0,85 Ces résultats montrent des effets significatifs du génotype et de l'année et une interaction significative génotype x année, le bloc à l'intérieur de l'effet année n'étant pas significatif (Tableau I). Ces résultats montrent ëgalement un effet significatif du jour d'inoculation en 1998 et 1999 (données non représentées). En 2000, du fait des conditions climatiques, la période de floraison a été plus courte et l'effet du jour d'inoculation moins significatif
12 qu'en 1998 et 1999. Le jour d'inoculation a été utilisé comme cofacteur dans une analyse de variance à deux facteurs. Pour les analyses suïvantes, les moyennes ajustées de l'analyse de variance à deux facteurs ont été prises en compte.
Les distributions des moyennes ajustées de RIL
montrent une variation génotypique continue du caractère (Figure 1). Selon les statistiques W de SHAPIRO, ces dïstributions ne sont pas gaussiennes, et les transformations testées ne restaurent pas la normalité. L'héritabilité au sens large à l'intérïeur de chaque année est élevée et comprise entre 0,75 et 0,84 à 350°C.d et 450°C.d respectivement. L'héritabilité estimée à partir de la moyenne sur les 3 ans, est de 0,83 et 0,88 à 350°C.d et 450°C. d, respectivement. Ceci indique une estimation correcte des valeurs génotypiques dans l'expérimentation pour chaque année.
Pour la hauteur des plantes et la date de floraison, l'héritabilité est élevée et comprise entre 0,73 et 0, 90.
Relations entre les caractères Pour l' intensité d' attaque par la fusariose, les corrélations entre les années sont modérées. Toutes les corrélations sont positives et significatives (p<0,0001). Par exemple, à 450°C. d, les corrélations varient de 0,46 à 0,58 selon les années.
Des corrélations entre la fusariose, la hauteur de la plante et la floraison ont également été observées. Une corrélation négative a été observée en 1999 entre l'attaque par la fusariose et la hauteur de la plante (r - -0,43, p=0,0001) et 2000 (r - -0,30, p=0,0001). Une corrélation négatïve a été également observée avec la date de floraison.
Cependant, en 2000, la corrélation entre la sévérité FB et la durée de floraison était moins significative (r - -0,19, p=0,005).
Analyse des QTL
Des QTLs associés avec la résistance à la fusariose, la hauteur de la plante et la date de floraison
Les distributions des moyennes ajustées de RIL
montrent une variation génotypique continue du caractère (Figure 1). Selon les statistiques W de SHAPIRO, ces dïstributions ne sont pas gaussiennes, et les transformations testées ne restaurent pas la normalité. L'héritabilité au sens large à l'intérïeur de chaque année est élevée et comprise entre 0,75 et 0,84 à 350°C.d et 450°C.d respectivement. L'héritabilité estimée à partir de la moyenne sur les 3 ans, est de 0,83 et 0,88 à 350°C.d et 450°C. d, respectivement. Ceci indique une estimation correcte des valeurs génotypiques dans l'expérimentation pour chaque année.
Pour la hauteur des plantes et la date de floraison, l'héritabilité est élevée et comprise entre 0,73 et 0, 90.
Relations entre les caractères Pour l' intensité d' attaque par la fusariose, les corrélations entre les années sont modérées. Toutes les corrélations sont positives et significatives (p<0,0001). Par exemple, à 450°C. d, les corrélations varient de 0,46 à 0,58 selon les années.
Des corrélations entre la fusariose, la hauteur de la plante et la floraison ont également été observées. Une corrélation négative a été observée en 1999 entre l'attaque par la fusariose et la hauteur de la plante (r - -0,43, p=0,0001) et 2000 (r - -0,30, p=0,0001). Une corrélation négatïve a été également observée avec la date de floraison.
Cependant, en 2000, la corrélation entre la sévérité FB et la durée de floraison était moins significative (r - -0,19, p=0,005).
Analyse des QTL
Des QTLs associés avec la résistance à la fusariose, la hauteur de la plante et la date de floraison
13 ont été identifiés sur chaque année séparément et sur la moyenne des 3 ans. Tous les résultats indiqués ci-après proviennent de la détection CIM.
9 QTL à effet additif sont associés avec la résistance à la fusariose. Les propriétés de ces QTLs à
350°C.d et 450°C.d sont respectivement résumées dans les Tableaux II et III ci-après (LOD= lod-score, R2 = pourcentage de la variation phénotypique expliquée par le QTL).
Les QTLs observés sont localisés sur les chromosomes 2A, 2B, 3A, 3B, 5A, 5D et 6D. La variation phénotypique totale expliquée par ces QTLs varie de 35~ à 44~
à 350°C.d et de 30~ à 45~ à 450°C.d selon l'annëe.
Sur 8 des 9 QTLs détectés, la résistance est conférée par les allèles du parent résistant « Renan ». Les marqueurs associés avec un allèle de « Récital » sont localisés sur le chromosome 3A. Ce QTL fus3A, explique une petite partie de la varïation et a été détecté seulement en 1998 et 1999.
Les QTLs associés avec la résistance à la fusariose, la hauteur de la plante et la date de floraison localisés sur le chromosome 2B et le chromosome 5A sont illustrés par les Figures les Figures 3A (chromosome 2B) et 3B (chromosome 5A). En abscisse sont indiqués le nom et la position des différents marqueurs sur le chromosome, en ordonnée le lod-score (L0D).
Sur le chromosome 5A, 3 QTLs distincts ont été
identifiés (fus5al, fus5a2, fus5a.3). Les QTLs fus5al et fus5a2 sont séparés par environ 45 cM et les QTLs fus5a2 et fus5a3 par 80 cM (figure 3B) . Fus5a1 a été cartographié sur le bras court du chromosome 5A entre les marqueurs psr0170a et gwm443.
9 QTL à effet additif sont associés avec la résistance à la fusariose. Les propriétés de ces QTLs à
350°C.d et 450°C.d sont respectivement résumées dans les Tableaux II et III ci-après (LOD= lod-score, R2 = pourcentage de la variation phénotypique expliquée par le QTL).
Les QTLs observés sont localisés sur les chromosomes 2A, 2B, 3A, 3B, 5A, 5D et 6D. La variation phénotypique totale expliquée par ces QTLs varie de 35~ à 44~
à 350°C.d et de 30~ à 45~ à 450°C.d selon l'annëe.
Sur 8 des 9 QTLs détectés, la résistance est conférée par les allèles du parent résistant « Renan ». Les marqueurs associés avec un allèle de « Récital » sont localisés sur le chromosome 3A. Ce QTL fus3A, explique une petite partie de la varïation et a été détecté seulement en 1998 et 1999.
Les QTLs associés avec la résistance à la fusariose, la hauteur de la plante et la date de floraison localisés sur le chromosome 2B et le chromosome 5A sont illustrés par les Figures les Figures 3A (chromosome 2B) et 3B (chromosome 5A). En abscisse sont indiqués le nom et la position des différents marqueurs sur le chromosome, en ordonnée le lod-score (L0D).
Sur le chromosome 5A, 3 QTLs distincts ont été
identifiés (fus5al, fus5a2, fus5a.3). Les QTLs fus5al et fus5a2 sont séparés par environ 45 cM et les QTLs fus5a2 et fus5a3 par 80 cM (figure 3B) . Fus5a1 a été cartographié sur le bras court du chromosome 5A entre les marqueurs psr0170a et gwm443.
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Fus5a2 et fus5a3 ont été cartographiés sur le bras long du chromosome 5A entre les marqueurs bcd0508 et gwm271b, et gwm595 et Bl, respectivement. Fus5a2 et fus5a3 ont été détectés sur les 3 ans. Fus5a2 explique la part la 5 plus grande de la varïation phénotypique, entre 10,1 et 18,6 selon l'année. Fus5a3 explique entre 3,6 et 12,3 de la variation phénotypique et est associé avec le marqueur phénotypique B1. Fus5a2 est plus signifïcatif à 350°C.d qu'à
450°C. d, son expression étant plus élevée. Aussi fus5a2 10 semble être principalement assocïé à la résïstance à
l'infection initiale.
Fus5a1 est un QTL mineur qui explique une petite partie de la résistance (3,6~ à 5,4~ de la variation expliquée), dans le cas du croisement Renan x Récital.
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Fus5a2 et fus5a3 ont été cartographiés sur le bras long du chromosome 5A entre les marqueurs bcd0508 et gwm271b, et gwm595 et Bl, respectivement. Fus5a2 et fus5a3 ont été détectés sur les 3 ans. Fus5a2 explique la part la 5 plus grande de la varïation phénotypique, entre 10,1 et 18,6 selon l'année. Fus5a3 explique entre 3,6 et 12,3 de la variation phénotypique et est associé avec le marqueur phénotypique B1. Fus5a2 est plus signifïcatif à 350°C.d qu'à
450°C. d, son expression étant plus élevée. Aussi fus5a2 10 semble être principalement assocïé à la résïstance à
l'infection initiale.
Fus5a1 est un QTL mineur qui explique une petite partie de la résistance (3,6~ à 5,4~ de la variation expliquée), dans le cas du croisement Renan x Récital.
15 Toutefois, fus5al a été détecté dans une population issue du croisement Arche x Récital. Arche est, un cultivar de blé assez résistant à la fusariose dérivé du croisement . Tribute/VS-73644-9.4.1.
Le croisement Arche x Récital est constitué par 240 lignées haploïdes doublées. Une carte génétique a été
construite et comporte 246 marqueurs microsatellites. Les 240 lignées ont été évaluées au champ en 2000 et 2001 pour la résistance à la fusariose en suivant le même protocole que celui utilisé pour évaluer la population Renan x Récital.
Dans cette population, le QTL fus5al est détecté
sur les 2 années étudiées. Il explique entre 5,8 et 14~ de la variation phënotypique. Le Tableau IV ci-après et la Figure 4 représentent les proprïétés du QTL fus5al à 450°C.d. La figure 4 compare la localisation de ce QTL dans les croisements Renan x Récital (RER) et Arche x Récital (ARE).
Tableau IV
2001 2000 mo enne sur 2 ans Marqueur le o~pomosome lod R ( Lod R ( /) lod R /
/) lus roche wm609b 5A 17,31 8,5 12,915,8122 32,80 14,0 Sur le chromosome 2B, un QTL (fus2b) a été
identifié, également présent sur les 3 ans (Tableau II et Tableau III). Ce QTL fus2b est localisé dans l'intervalle gwm388-gwm257a sur le bras court du chromosome 2B et explique
Le croisement Arche x Récital est constitué par 240 lignées haploïdes doublées. Une carte génétique a été
construite et comporte 246 marqueurs microsatellites. Les 240 lignées ont été évaluées au champ en 2000 et 2001 pour la résistance à la fusariose en suivant le même protocole que celui utilisé pour évaluer la population Renan x Récital.
Dans cette population, le QTL fus5al est détecté
sur les 2 années étudiées. Il explique entre 5,8 et 14~ de la variation phënotypique. Le Tableau IV ci-après et la Figure 4 représentent les proprïétés du QTL fus5al à 450°C.d. La figure 4 compare la localisation de ce QTL dans les croisements Renan x Récital (RER) et Arche x Récital (ARE).
Tableau IV
2001 2000 mo enne sur 2 ans Marqueur le o~pomosome lod R ( Lod R ( /) lod R /
/) lus roche wm609b 5A 17,31 8,5 12,915,8122 32,80 14,0 Sur le chromosome 2B, un QTL (fus2b) a été
identifié, également présent sur les 3 ans (Tableau II et Tableau III). Ce QTL fus2b est localisé dans l'intervalle gwm388-gwm257a sur le bras court du chromosome 2B et explique
16 entre 6,9 et 10,8 de la variation phénotypique. Fus2b a été
détecté à 450°C.d en 1998 et 2000, et à 350°C.d en 1999.
Fus2b semble être en relation avec la résistance de type II à
la fusariose. Pour tous les QTLs stables sur les chromosomes 2B et 5A, en utilisant les moyennes ajustées sur 3 ans, fus2b explique 12~ de la varïation phénotypique, et fus5a2 et fus5a3 expliquent 19,2% et 8,5%, respectivement, à 450°C. d.
Un QTL ( fus3b) sur le bras long du chromosome 3B
a été identifié en 1998, 1999 et 2000. L'association entre le marqueur le plus près et le QTL dépend de l'année. Fus3b est lié à un marqueur différent chaque année entre tam61 et gwm383b. Fus3b explique entre 3,4 et 7,5~ de la variation phénotypique selon l'année, et dépasse le seuil de LOD
seulement en 2000. Sur les moyennes des 3 années, fus3b a été
significativement dêtecté et explique 10,5 de la variation phénotypique à 450°C. d.
D'autres QTLs avec des effets mineurs ont été
identifiés pour 1 ou 2 années sur les chromosomes 2A, 5D et 6D. Les QTLs fus5d et fus6d ont été détectés seulement en 1998 à 350°C.d et 450°C.d, respectivement. Le QTL fus2a a été
dëtecté en 1998 et 1999, mais a un effet faible et explique de 4,6 à 6,1~ de la variance. Cependant, en utilisant la moyenne des 3 années, fus2a est significatif et explique 14~
de la variation phénotypique.
Colocalisation des QThs associës avec la résistance à la fusariose avec des QTLs associés à la limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain.
La localisation des QTL de limitation de l'accumulation de la mycotoxine 3ADON est illustrée par les Figures 5A (chromosome 2B) et 5B (chromosome 5A). En abscisse sont indïqués le nom et la posïtion des différents marqueurs sur le chromosome, en ordonnée le lod-score (LOD).
Chacun des QTLs associés avec la résistance à la fusariose fus2b et fus5a2 colocalise avec un QTL de limitation de l'accumulation de 3ADON.
Fus~b colocalise avec le QTL de limïtation de l'accumulation de 3ADON dénommé 3ADON2b. 3ADON2b a été
détecté à 450°C.d en 1998 et 2000, et à 350°C.d en 1999.
Fus2b semble être en relation avec la résistance de type II à
la fusariose. Pour tous les QTLs stables sur les chromosomes 2B et 5A, en utilisant les moyennes ajustées sur 3 ans, fus2b explique 12~ de la varïation phénotypique, et fus5a2 et fus5a3 expliquent 19,2% et 8,5%, respectivement, à 450°C. d.
Un QTL ( fus3b) sur le bras long du chromosome 3B
a été identifié en 1998, 1999 et 2000. L'association entre le marqueur le plus près et le QTL dépend de l'année. Fus3b est lié à un marqueur différent chaque année entre tam61 et gwm383b. Fus3b explique entre 3,4 et 7,5~ de la variation phénotypique selon l'année, et dépasse le seuil de LOD
seulement en 2000. Sur les moyennes des 3 années, fus3b a été
significativement dêtecté et explique 10,5 de la variation phénotypique à 450°C. d.
D'autres QTLs avec des effets mineurs ont été
identifiés pour 1 ou 2 années sur les chromosomes 2A, 5D et 6D. Les QTLs fus5d et fus6d ont été détectés seulement en 1998 à 350°C.d et 450°C.d, respectivement. Le QTL fus2a a été
dëtecté en 1998 et 1999, mais a un effet faible et explique de 4,6 à 6,1~ de la variance. Cependant, en utilisant la moyenne des 3 années, fus2a est significatif et explique 14~
de la variation phénotypique.
Colocalisation des QThs associës avec la résistance à la fusariose avec des QTLs associés à la limitation de l'accumulation de mycotoxines dans le grain.
La localisation des QTL de limitation de l'accumulation de la mycotoxine 3ADON est illustrée par les Figures 5A (chromosome 2B) et 5B (chromosome 5A). En abscisse sont indïqués le nom et la posïtion des différents marqueurs sur le chromosome, en ordonnée le lod-score (LOD).
Chacun des QTLs associés avec la résistance à la fusariose fus2b et fus5a2 colocalise avec un QTL de limitation de l'accumulation de 3ADON.
Fus~b colocalise avec le QTL de limïtation de l'accumulation de 3ADON dénommé 3ADON2b. 3ADON2b a été
17 identifié entre les marqueurs gwm257a et gwm113b. Ce QTL
explique 10.5 de la variance phénotypique et l'allèle favorable est apporté par Renan (additivité = -2.8).
Fus5a2 colocalise avec le QTL de limitation de l'accumulation de 3ADON dénommé 3ADON5a). 3ADON5a a été
identifié entre les marqueurs barc165 et gwm617a. Ce QTL
explique 11~ de la variance phënotypique, et l'allèle favorable est apporté par Renan (additivité = -2.74).
SÉQUENCE LISTING
<110> GENOPLANTE-VALOR
DEDRYVER, Françoise GERVAIS, Laurent TROTTET, Maxïme LATORSE, Marie-Pascale ROSATI, Dominique <120> QTLs DE RÉSISTANCE A LA FUSARIOSE CHEZ LE BLÉ
<130> MJPbvl516/3 <150> FR 02/00305 <151> 2002-O1-11 <160> 8 <170> PatentIn versïon 3.1 <210> 1 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw1148 <400> 1 ggtagcccga acagcttgag 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR droite du marqueur gpw1148 <400> 2 ggaactgtcc gaaggtgtgt 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw2231 <400> 3 ccaaatggcc atccttattg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR droite du marqueur gpw2231 <400> 4 tagcacgctt gagtccaaca 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw2311 <400> 5 ccaaaagtgg tgggatcaat 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR droite du marqueur gpw2311 <400> 6 tgcaagaaca gcttaccgtc 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> amorce PCR gauche du marqueur gpw2225 <400> 7 atcaaggacc tgtcactcgg 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA
<213> Artïfïcial sequence <220>
<223> amorce PCR droite du marqueur gpw2225 <400> 8 cccttccctt aacaaaagcc 20
explique 10.5 de la variance phénotypique et l'allèle favorable est apporté par Renan (additivité = -2.8).
Fus5a2 colocalise avec le QTL de limitation de l'accumulation de 3ADON dénommé 3ADON5a). 3ADON5a a été
identifié entre les marqueurs barc165 et gwm617a. Ce QTL
explique 11~ de la variance phënotypique, et l'allèle favorable est apporté par Renan (additivité = -2.74).
SÉQUENCE LISTING
<110> GENOPLANTE-VALOR
DEDRYVER, Françoise GERVAIS, Laurent TROTTET, Maxïme LATORSE, Marie-Pascale ROSATI, Dominique <120> QTLs DE RÉSISTANCE A LA FUSARIOSE CHEZ LE BLÉ
<130> MJPbvl516/3 <150> FR 02/00305 <151> 2002-O1-11 <160> 8 <170> PatentIn versïon 3.1 <210> 1 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw1148 <400> 1 ggtagcccga acagcttgag 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
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<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw2231 <400> 3 ccaaatggcc atccttattg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR droite du marqueur gpw2231 <400> 4 tagcacgctt gagtccaaca 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA
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<223> Amorce PCR gauche du marqueur gpw2311 <400> 5 ccaaaagtgg tgggatcaat 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> Amorce PCR droite du marqueur gpw2311 <400> 6 tgcaagaaca gcttaccgtc 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA
<213> Artificial sequence <220>
<223> amorce PCR gauche du marqueur gpw2225 <400> 7 atcaaggacc tgtcactcgg 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA
<213> Artïfïcial sequence <220>
<223> amorce PCR droite du marqueur gpw2225 <400> 8 cccttccctt aacaaaagcc 20
Claims (8)
1) Utilisation d'un ou plusieurs marqueurs moléculaires d'au moins un QTL de résistance à la fusariose choisi parmi :
-le QTL dénommé fus5a2 situé sur le bras long du chromosome 5A, et bordé par les marqueurs bcd0508 et gwm271b chez la variété Renan ;
- le QTL dénommé fus2b situé sur le bras court du chromosome 2B, et bordé par les marqueurs gwm388 et gwm257a chez la variété Renan ;
- le QTL dénommé fus5a1 situé sur le bras court du chromosome 5A, et bordé par les marqueurs psr0170a et gwm443 chez la variété Renan, et par les marqueurs fbb194b et cfa2190 chez la variété Arche.
pour la sélection assistée par marqueurs de plants, lignées, ou variétés de blés présentant une résistance améliorée à la fusariose.
-le QTL dénommé fus5a2 situé sur le bras long du chromosome 5A, et bordé par les marqueurs bcd0508 et gwm271b chez la variété Renan ;
- le QTL dénommé fus2b situé sur le bras court du chromosome 2B, et bordé par les marqueurs gwm388 et gwm257a chez la variété Renan ;
- le QTL dénommé fus5a1 situé sur le bras court du chromosome 5A, et bordé par les marqueurs psr0170a et gwm443 chez la variété Renan, et par les marqueurs fbb194b et cfa2190 chez la variété Arche.
pour la sélection assistée par marqueurs de plants, lignées, ou variétés de blés présentant une résistance améliorée à la fusariose.
2) Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou lesdits marqueurs moléculaires du QTL fus5a2 sont choisis parmi le marqueur RFLP bcd0508, les marqueurs microsatellites gwm271b, gwm639b, gwm666a, gwm617a, gwm264, barc165 et gpw2311, et les marqueurs AFLP
E41M60g et P32M6O100-
E41M60g et P32M6O100-
3) Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou lesdits marqueurs moléculaires du QTL fus2b sont choisis parmi les marqueurs microsatellites gwm388, gwm257a, gwm148, gwm374, gwm55, gwm113, gwm410, barc55, barc18, gpw2225 et gpw1148, les marqueurs RFLP fba127 et fbb255, les marqueurs AFLP E40M50a et P32M48 300.-
4) Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou lesdits marqueurs moléculaires du QTL fus5al sont choisis parmi les marqueurs microsatellites gwm205, gwm443, gwm609, cfa2190, cfa2049 et gpw2231, les marqueurs RFLP psr170, bcd1871, et fbb194, et le marqueur AFLP P32M62 125.
5) Utilisation selon une quelconque des revendications 1 à 4,, caractérisée en ce que ledit ou lesdits marqueurs moléculaires est (sont) utilisé(s) pour évaluer le potentiel de résistance à la fusariose d'un plant, d'une lignée, ou d'une variété de blé.
6) Utilisation selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit ou lesdits marqueurs moléculaires est (sont) utilisés) pour le suivi de l'introgression du QTL fus5a2, et/ou du QTL fus2b, et/ou du QTL fus5al de résistance à la fusariose dans des plants, lignées, ou variétés de blé.
7) Utilisation de sondes ou amorces polynucléotidiques permettant la détection de marqueurs moléculaires de fus5a2, de fus2b ou de fus5al pour la mise en oruvre d'une utilisation telle que définie dans une quelconque des revendications 1 à 6.
8) Marqueur moléculaire choisi parmi :
- le marqueur microsatellite gpw1148, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche : GGTAGCCCGAACAGCTTGAG (SEQ ID NO . 1) amorce droite : GGAACTGTCCGAAGGTGTGT (SEQ ID NO . 2) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2231, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche . CCAAATGGCCATCCTTATTG (SEQ ID NO : 3) amorce droite . TAGCACGCTTGAGTCCAACA (SEQ ID NO : 4) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2311, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche . CCAAAAGTGGTGGGATCAAT (SEQ ID NO : 5) amorce droite . TGCAAGAACAGCTTACCGTC (SEQ ID NO : 6) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2225, défini par les caractéristiques suivantes .
amorce gauche : ATCAAGGACCTGTCACTCGG (SEQ ID NO : 7) amorce droite : CCCTTCCCTTAACAAAAGCC (SEQ ID NO : 8) Tm : 60 ° C
- le marqueur microsatellite gpw1148, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche : GGTAGCCCGAACAGCTTGAG (SEQ ID NO . 1) amorce droite : GGAACTGTCCGAAGGTGTGT (SEQ ID NO . 2) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2231, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche . CCAAATGGCCATCCTTATTG (SEQ ID NO : 3) amorce droite . TAGCACGCTTGAGTCCAACA (SEQ ID NO : 4) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2311, défini par les caractéristiques suivantes :
amorce gauche . CCAAAAGTGGTGGGATCAAT (SEQ ID NO : 5) amorce droite . TGCAAGAACAGCTTACCGTC (SEQ ID NO : 6) Tm : 60°C
- le marqueur microsatellite gpw2225, défini par les caractéristiques suivantes .
amorce gauche : ATCAAGGACCTGTCACTCGG (SEQ ID NO : 7) amorce droite : CCCTTCCCTTAACAAAAGCC (SEQ ID NO : 8) Tm : 60 ° C
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0200305A FR2834720B1 (fr) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | QTLs DE RESISTANCE A LA FUSARIOSE CHEZ LE BLE |
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| PCT/FR2003/000082 WO2003060155A2 (fr) | 2002-01-11 | 2003-01-10 | Qtls de resistance a la fusariose chez le ble |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2470460A1 true CA2470460A1 (fr) | 2003-07-24 |
Family
ID=8871244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002470460A Abandoned CA2470460A1 (fr) | 2002-01-11 | 2003-01-10 | Qtls de resistance a la fusariose chez le ble |
Country Status (5)
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