Recherche en appui à la sélection : le Ciref, toujours à la pointe!

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En 2015, le Ciref, via son partenariat avec l’INRA de Bordeaux, s’est très vite approprié la technologie innovante, peu accessible et puissante des marqueurs SNP, ce qui lui permettra entre autres de développer la stratégie de génétique d’association jamais utilisée au laboratoire et d’accélérer le développement de la Sélection Assistée par Marqueurs moléculaires (SAM) qui nécessite plusieurs années de recherche.

Les marqueurs moléculaires sont des outils puissants et indispensables aux études génétiques. Ce sont des balises réparties sur l’ADN, comparables aux bornes kilométriques d’une route. Ces marqueurs sont des caractères identifiables et transmis dans la descendance par hérédité. Depuis fin 2013, grâce à un projet international dont l’objectif était d’accélérer et d’augmenter la création variétale des Rosacées par la SAM, un nouveau type de marqueur moléculaire est disponible sur le fraisier : le « Single Nucleotide Polymorphism » (SNP). Les SNP sont distincts entre eux par la différence d’une base azotée (« brique ») de l’ADN (différence de séquence de l’ADN par changement, ajout ou suppression d’une base azotée), contrairement aux marqueurs microsatellites (ou « Simple Sequence Repeat », SSR), les plus utilisés actuellement sur le fraisier, qui se distinguent entre eux par le nombre de répétitions d’un court fragment d’ADN (2 à 4 bases azotées), et donc par une différence de longueur. Les SNP sont beaucoup plus nombreux que les SSR et sont répartis équitablement sur tous les chromosomes, ils sont donc plus puissants pour les analyses génétiques.

2.2_schéma-SSR-SNP

Schéma explicatif de la différence entre les marqueurs moléculaires de type SSR et SNP

 

L’utilisation des SNP est multiple :

  • empreintes génétiques pour vérifier l’authenticité des variétés ;
  • caractérisation des ressources génétiques (RG) pour leur gestion et le choix des géniteurs ;
  • développement de la SAM, soit par génétique d’association (recherche de marqueurs liés à un caractère dans les RG), soit par cartographie génétique (dessin des chromosomes de la population de recherche) puis détection de zones chromosomiques responsables des caractères d’intérêt et enfin validation des marqueurs dans les RG ;
  • sélection génomique

En 2014, l’INRA de Bordeaux, grâce à sa participation au projet international, a eu l’exclusivité d’acquérir 3 puces à ADN contenant chacune 90 000 SNP répartis sur tous les chromosomes du fraisier, pour l’analyse de 286 variétés de fraisier. Pour comparaison, les SSR actuellement utilisés sur le fraisier sont de l’ordre du millier. Ces puces appelées « IStraw90®« , au nombre limité, ne sont plus disponibles et sont utilisables uniquement dans certains laboratoires équipés de robots (en France, seul un laboratoire est équipé). Le Ciref a extrait et dosé l’ADN, en grande quantité et qualité, des 286 variétés de fraisier et les a envoyés au laboratoire pouvant utiliser les 3 puces IStraw90®. Ces échantillons judicieusement choisis sont 180 individus de la population de recherche et 106 variétés des RG aux caractères contrastés et représentant au mieux la diversité mondiale. Fin 2015, le Ciref et l’INRA de Bordeaux analyseront conjointement avec un logiciel bioinformatique de pointe, les données brutes de caractérisation génétique des 286 échantillons pour les 90 000 SNP.

2.1_IStraw90

Photo d’une puce IStraw90® (Axiom, Affymetrix)

Chaque plot rouge correspond à un échantillon et contient 90 000 marqueurs SNP.

Dans un second temps, les données génétiques des puces combinées à toutes les notations pour la floraison, le stolonnage, la qualité du fruit et la résistance à l’oïdium, produites au Ciref et à l’INRA de Bordeaux depuis 10 ans, seront utilisées pour la génétique d’association et la détection de zones chromosomiques responsables de caractères d’intérêt, afin de développer la SAM plus rapidement qu’avec les marqueurs SSR. Les hybrides issus des croisements seront ainsi mieux choisis et la création de variétés répondant aux attentes des consommateurs sera optimisée.

Venez discuter de cette nouvelle technologie avec Aurélie Petit, notre Ingénieur Recherche, au PERIFEL le 1er octobre !