Contexte
Les technologies de mise en évidence d'empreintes génétiques constituent des outils désormais irremplaçables au service de l'identification variétale, qu'il s'agisse de permettre la protection légale des nouvelles variétés, de garantir la traçabilité et l'authenticité du matériel de multiplication, de contrôler l'homogénéité génétique des lots de graines, ou encore d'identifier et de préserver les ressources génétiques.Dans le domaine de l'arboriculture fruitière, les cultivars mutants (qui ont, pour des variétés comme Jonagold et Gala, largement supplanté les cultivars d'origine) posent cependant un problème particulier : ne différant de leur variété d'origine que par un petit nombre de gènes, ils ne sont pas discernables de celle-ci au moyen des outils moléculaires classiques.
Au départ d'une stratégie visant à identifier les gènes altérés chez les mutants, nous avons pu mettre en évidence l'existence chez le pommier d'un rétrotransposon de type "Copia". Il s'agit d'une famille d'éléments génétiques mobiles déjà identifiés chez diverses espèces végétales et dont le rôle dans l'évolution des génomes fait actuellement l'objet d'un intérêt croissant.
Objectifs
Le projet de recherche qui fait l’objet de la présente convention vise à la mise au point d’une méthodologie de marquage moléculaire innovante, apte à identifier de manière fiable et sûre les cultivars de pommier même lorsqu’ils sont d’origine génétique très proche (comme dans le cas des mutants). Cette méthodologie est basée sur l’existence d’éléments mobiles de type rétrotransposons au sein des génomes végétaux, et plus particulièrement, le développement de nos travaux est réalisé à partir d’un rétroélément de type "copia" préalablement identifié dans le génome du pommier.Nous avons caractérisé au niveau moléculaire la structure de cet élément. Ces éléments de connaissances (séquence nucléotidique des gènes concernés et caractéristiques d'expression) servent de point de départ à la mise au point de techniques de marquage moléculaire reposant sur l'amplification par PCR de régions d'ADN situées au voisinage de ces éléments mobiles.
Résultats attendus
Ces techniques, actuellement en voie de validation, devraient permettre de détecter de manière particulièrement efficace les modifications discrètes du patrimoine génétique. A ce titre, elles s'avèreront précieuses pour le secteur de l'arboriculture fruitière, qu'il s'agisse d'identifier les mutants de coloration de Jonagold depuis le parc à bois (source du matériel de multiplication) jusqu'au verger de production, ou encore de caractériser la diversité génétique au sein d'une population, facilitant ainsi le travail de l’améliorateur.En plus de leur utilité pratique dans l'identification des pommiers, les résultats attendus permettraient des progrès significatifs dans la compréhension des phénomènes fondamentaux impliqués dans l’évolution de ces génomes.
Résultats obtenus
La caractérisation moléculaire du rétrotransposon nous a permis de définir des amorces PCR dans son extrémité 3’LTR (Long Terminal Repeats) , région très conservée. Ces amorces ont été utilisées dans la mise au point de deux techniques, de marquage moléculaire la REMAP (REtrotransposon-Microsatellite Amplified Polymorphism) et la S-SAP (Sequence-Specific Amplified Polymorphism). Ces deux technique ont été appliquées à des prélèvements d’ADN génomique de pommiers cultivés (Jonagold et ses mutants de coloration, à des variétés génétiquement éloignées de Jonagold). Les deux techniques détectent des polymorphismes et les arbres phylogénétiques obtenus montrent qu’elles permettent la distinction des différentes variétés testées. Le panel des échantillons d’ADN à étudier est actuellement étendu à d’autres variétés cultivées, à des pommiers sauvages, des mutants obtenus in-vitro et des sujets portes greffes.Partenaires
Prof. R Kettman, Faculté universitaire des Sciences agronomiques, Gembloux.Dr. M. Lateur, Département de Lutte biologique et Ressources Phytogénétiques CRA-W
PhD Roldán-Ruiz Isabel Dep. Plant Genetics and Breeding, CLO, Melle
Ir. Els Coart Dep. Plant Genetics and Breeding CLO, Melle
Dr. R. Oger and Ir. A. Antofie – Dpt Biométrie, CRA-W
Financement
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