12 avril - 31 déc. 2006 Jean-Marie JACQUEMIN

Mise au point de méthodes de caractérisation de céréales basées sur les marqueurs moléculaires

Mise au point de méthodes de caractérisation de céréales basées sur les marqueurs moléculaires

Contexte

Les productions végétales s’inscrivent actuellement dans une perspective de traçabilité, d’authentification et de certification des différents produits agricoles. Pour ce faire, des techniques fiables d’analyses doivent à la fois permettre leur caractérisation et leur suivi dans les différentes filières. Au niveau des céréales, les critères officiels d’identification et d’analyses, notamment ceux utilisés lors de l’inscription des variétés au catalogue officiel en vue d’une commercialisation, sont ceux de l’UPOV (essais DHS : distinction, héritabilité et stabilité); ils reposent sur des caractères exprimés, de type morphologique. D’autres caractères exprimés comme des marqueurs biochimiques ou les protéines de réserve chez les céréales (gluténines, gliadines) sont également reconnus officiellement. Les gluténines de haut poids moléculaire sont aussi associées à la qualité boulangère du froment et donc la détermination de la composition allèlique de la variété permet une prédiction de cette valeur technologique.
Le développement des techniques de biologie moléculaire principalement celles liées à l’étude de l’ADN, support de l’hérédité, offre quant à lui, la possibilité d’augmenter le champs et le nombre des marqueurs moléculaires. Chaque marqueur permettant la visualisation d’un polymorphisme an niveau d’un locus, renseigne sur le génotype de l’individu au niveau de ce locus ou d’un locus adjacent. Ces marqueurs permettent ainsi la caractérisation de la variété indépendamment des conditions de culture, à partir d’une empreinte génétique réalisée sur de l’ADN extrait d’un organe quelconque de la plante (feuilles, graines …). Différents marqueurs existent ; les plus récents sont les microsatellites et les EST.
Ces différents marqueurs moléculaires considérés comme complémentaires sont a l’essai sur plusieurs espèces dans le cadre des essais DHS notamment pour le froment.

Objectifs

Les objectifs de ce projet visent à développer de façon routinière l’application des marqueurs protéiques et des marqueurs moléculaires sur le froment dans le cadre de l’accréditation selon la norme 17025. Le projet vise à l’identification variétale et à la prédiction de la qualité boulangère.
Nous développerons les analyses de gluténines de haut poids moléculaire par électrophorèse sur gel d’acrylamide. En ce qui concerne les marqueurs moléculaires, nous privilégierons dans un premier temps les marqueurs de types microsatellites et les EST.

Résultats attendus

L’objectif est d’exploiter ces marqueurs dans le cadre d’analyses effectuées sous un label d’accréditation selon la norme ISO 17025. Les analyses de routine utilisant les différents marqueurs sont en cours dans différents programmes de recherche du département sur les céréales. Nous procédons également à des comparaisons et à l’évaluation des différents marqueurs moléculaires. Il s’agira donc, d’une part, de permettre la caractérisation d’une variété et de sa composition allèlique en gluténines de haut poids moléculaire et, d’autre part, à l’aide de marqueurs moléculaires et par comparaison avec des témoins ou des bases de données, de permettre l’identification d’une variété suite à l’analyse du profil d’ADN produit par utilisation des différents marqueurs moléculaires.

Résultats obtenus

Ces techniques moléculaires sont développées depuis plusieurs années dans le laboratoire. Les marqueurs protéiques sont utilisés dans le cadre de la prédiction de la valeur boulangère d’une farine de froment. En effet, il a été démontré que certaines allèles des gluténines de haut poids moléculaires sont associés préférentiellement à la qualité boulangère. Ces gluténines constituent une des 4 classes de protéines de réserve du grain de froment. Elles sont, après extraction du broyat de grain, séparées par électrophorèse sur gel d’acrylamide. La présence d’allèles dits de qualité permet d’infèrer de la qualité boulangère de la variété. Ce test réalisé lors d’un screening de plantes dans un schéma de sélection, constitue une aide à la décision lors du choix des lignées. Ainsi, le sélectionneur peut à un stade précoce (F3-F5) orienter le devenir de la sélection de la lignée vers le rendement ou la qualité. Cette analyse sur gel d’acrylamide fournit également un profil typique de référence de la variété qui ultérieurement peut servir à la caractériser.
Durant les dernières années, divers marqueurs moléculaires ont été développés et utilisés au laboratoire dans des programme de recherches sur le froment, l’orge et l’épeautre. On a utilisé ainsi les marqueurs RFLP, RAPD, AFLP les microsatellites et EST. Des EST, ou étiquettes de séquences exprimées, ont été séquencées et contiennent des élément répétés de type microsatellites. Les marqueurs microsatellites, situés dans une séquence exprimée, présentent une très grande facilité d’analyse.

Coordinateur (CRA-W)

Equipe impliquée

Partenaires

Ducourouble M , Jorion et Fils, Frasnes-lez -Buissenal
Dekeyser A., Département de Lutte biologique et Ressources Phytogénétiques, CRA-W
Dr Sinnaeve G., Département Qualité, CRA-W
Herman J.L., Département Production végétale, CRA-W