Laboratoire de marquage moléculaire (ADN) à des fins d’analyses de diversité génétique, de mise en évidence de variants alléliques de gènes, d’identification d’espèces et d’authentification variétale.

Laboratoire de marquage moléculaire (ADN) à des fins d’analyses de diversité génétique, de mise en évidence de variants alléliques de gènes, d’identification d’espèces et d’authentification variétale.

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Contexte

Les applications potentielles des marqueurs moléculaires en recherche agronomique sont multiples :  mise en évidence et suivi de gènes impliqués dans l'expression de caractères d'intérêt agronomique ou technologique, détection de variants alléliques de gènes, utilisation d’empreintes génétiques à des fins d’analyses de diversité génétique, d’identification d’espèces et d’authentification variétale. Le laboratoire de biologie moléculaire de l’U1 - CRA-W possède une expertise en développement et utilisation de marqueurs moléculaires de différents types (microsatellites, détection de SNP, sondes Taqman, PCR-RFLP, FAFLP, AFLP, RFLP, RAPD) ainsi qu’en séquençage et en bioinformatique.

Objectifs

Maintien, développement et utilisation des connaissances et compétences en marquage moléculaire au profit de différents projets, tant internes au CRA-W que dans le cadre de collaborations externes.

 

Description des tâches

Des travaux sont actuellement menés dans les domaines de

(i) La caractérisation de la diversité génétique :

La caractérisation de la diversité génétique est un outil puissant de gestion de la biodiversité, que ce soit au niveau de collections (gestion d’un patrimoine, aide à la décision en sélection) ou de la caractérisation de populations naturelles (effet des pratiques agricoles, des modifications climatiques etc… sur la diversité génétique). Des travaux d’analyse de diversité génétique sont effectués sur différentes espèces (poirier commun, poirier sauvage, épeautre, aulne glutineux) (collaboration au projet GEVALRESGEN).

(ii) La caractérisation de gènes et la mise en évidence de variants alléliques d’intérêt :

Les compétences en biologie moléculaire de l’U1 sont mobilisées au niveau des projet GLUTEN (caractérisation par séquençage de séquences de gliadines, développement de marqueurs d’épitopes toxiques dans le cadre de la maladie coeliaque) et GAIN (Recherche de génotypes de blé d’hiver ayant une meilleure capacité d’absorption de l’azote sous forme d’ammonium).  Des analyses par marqueurs moléculaires visant à détecter des mutations induisant des résistances aux insecticides chez le puceron Myzus persicae sont effectuées dans le cadre d’un monitoring mené par l’U4 (JP Jansen - FIWAP).

(iii) l’identification d’espèces :

Dans le cadre du projet POLBEES, l’identification des espèces végétales présentes dans le pollen et le pain d’abeilles sera réalisée par séquençage à haut débit et métabarcoding. Des marqueurs moléculaires sont également utilisés dans le cadre de l’identification des espèces clés propres au contrôle biologique de la cécidomyie orange du blé (collaboration avec l’U4, projet SERVECO)

(iv) L’authentification variétale :

Des analyses ponctuelles d’authentification variétale sont effectuées à la demande de collègues du CRA-W ou d’extérieurs. Ces analyses présentent un intérêt du point de vue horticole (identification de matériel végétal, filières de certification fruitière…), gestion de collections (erreurs d’étiquetage, détection de doublons) mais également au niveau industriel avec la possibilité d'authentifier la pureté variétale d'un lot de graines ou de fruits commercialisés. Des analyses de vérification de paternité et de compatibilité allélique à la pollinisation sont également effectuées de manière ponctuelle.

Publications

Abid, G. , Muhovski, Y. , Mingeot, D. , Watillon, B. , Toussaint, A , Mergeai, G. , M'hamdi,M. , Sassi, K. & Jebara, M. (2015). Identification and characterization of drought stress responsive genes in faba bean (Vicia faba L.) by suppression subtractive hybridization. Plant Cell Tiss Organ Cult, DOI 10.1007/s11240-014-0707-x:
Abid, G. , Mingeot, D. , Udupa SM. , Muhovski Y. , Watillon, B. , Sassi, K. , M'hamdi,M. , Souissi F. , Mannai K. , Barhoumi F. & Jebara M. (2015). Genetic Relationship and Diversity Analysis of Faba Bean (Vicia Faba L. var. Minor) Genetic Resources Using Morphological and Microsatellite Molecular Markers. Plant Mol Biol Rep, DOI 10.1007/s11105-015-0871-0:
Bastiaanse, H. , Muhovski, Y. , Mingeot, D. & Lateur, M. (2015). Candidate defense genes as predictors of partial resistance in ‘Président Roulin’ against apple scab caused by Venturia inaequalis. Tree Genetics & Genomes, 11: (6), DOI: 10.1007/s11295-015-0948-9.
Mingeot, D. , Husson C. , Mertens, P. , Watillon, B. , Bertin, P. & Druart, P. (2016). Genetic diversity and genetic structure of black alder (Alnus glutinosa [L.] Gaertn) in the Belgium-Luxembourg-France cross-border area. Tree Genetics & Genomes, 12:24: DOI 10.1007/s11295-016-0981-3.
Abid, G. , Muhovski, Y. , Mingeot, D. , Saidi M. N. , Aouida, M. , Aroua, I. , Mhamdi, M. , Barhoumi, F. , Rezgui, S. & Jebara, M. (2016). Identification and characterization of two faba bean (Vicia faba L.) WRKY transcription factors and their expression analysis during salt and drought stress. Journal of Agricultural science,
http://dx.doi.org/10.1080/03650340.2016.1224857
Dubois, B. , Bertin, P. & Mingeot, D. (2016). Molecular diversity of alpha-gliadin expressed genes in genetically contrasted spelt (Triticum aestivum ssp. spelta) accessions and comparison with bread wheat (T. aestivum ssp. aestivum) and related diploid Triticum and Aegilops species. Molecular Breeding, 36: 1-15.
http://link.springer.com/article/10.1007/s11032-016-0569-5
Dubois, B. , Bertin, P. & Mingeot, D. (2016). Development of molecular markers in order to assess the alpha-gliadin immunogenic content of an international spelt collection. Poster in: 4th International Conference on Plant Genomics, Brisbane (Australia), 14-15 july 2016.
Abid, G. , Mingeot, D. , Muhovski, Y. , Mergeai, G. , Aouida, M. , Abdelkarim, S. , Aroua, I. , El Ayed, M. , Mhamdi, M. , Sassi, K. & Jebara, M. (2017). Analysis of DNA methylation patterns associated with drought stress response in faba bean (Vicia faba L.) using methylation-sensitive amplification polymorphism (MSAP). Environmental and Experimental Botany, 142: 34-44.
https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2017.08.004
Dubois, B. , Bertin, P. & Mingeot, D. (2017). Application of TaqMan probes to study the expression kinetics of celiac disease-related toxic epitopes and their presence in the gDNA of contrasted spelt accessions. Poster in: Global Conference on Plant Science and Molecular Biology, Valence, Spain, 11-13 september 2017.
Dubois, B. , Bertin, P. , Muhovski, Y. , Escarnot, E. & Mingeot, D. (2017). Development of TaqMan probes targeting the four major celiac disease epitopes found in alpha-gliadin sequences of spelt (Triticum aestivum ssp. spelta) and bread wheat (Triticum aestivum ssp. aestivum). Plant Methods, 13: 72; Doi : 10.1186/s13007-017-0222-2.
https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-017-0222-2
Jansen, J.P. & Mingeot, D. (2018). Suivi de la résistance du puceron Myzus persicae aux pyréthrinoïdes en Région wallonne Fiwap Info (157), 38-44.

Coordinateur (CRA-W)

Equipe impliquée

Partenaires

CRA-W, U2, Amélioration des espèces et biodiversité : Marc Lateur (coordinateur GEVALRESGEN)

CRA-W, U2, Amélioration des espèces et biodiversité : Emmanuelle Escarnot

CRA-W, U4, Protection des plantes et écotoxicologie : Louis Hautier (coordinateur SERVECO, POLBEE)

CRA-W, U4, Protection des plantes et écotoxicologie : Jean-Pierre Jansen

UCL, ELI - Earth and Life Institute : Pierre Bertin

ULg, Gembloux Agro-Bio Tech/Plant Genetics : Hervé Vanderschuren (coordinateur GAIN)