Thèse dirigée par Didier Andrivon, UMR Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP)
Spécialité : Génétique, génomique et bio informatique

Résumé

La culture du pois est soumise à de nombreux stress biotiques et abiotiques qui réduisent ses rendements et son attractivité économique. Cette thèse vise à explorer le déterminisme génétique des résistances ou tolérances aux principaux stress affectant le pois d’hiver en lien avec celui de traits architecturaux ou phénologiques. 
Des développements méthodologiques ont permis de créer des ressources moléculaires (marqueurs SNP et cartes génétiques) sur six populations de RILs ségrégeant pour la tolérance au gel, la résistance à l’ascochytose et/ou la résistance aux pourritures racinaires. Une méta-analyse sur une carte composite à haute résolution incluant trois cartes « pois d’hiver » a révélé cinq métaQTL MDAF (Meta Disease Architecture Frost) répartis sur trois groupes de liaison.     À ces loci, les allèles augmentant la résistance à l’ascochytose à Didymella pinodes et la tolérance au gel retardent la date de floraison, augmentent le nombre de ramifications et/ou diminuent la taille des stipules.    Une analyse métaQTL menée sur des populations de printemps a révélé que sur dix metaQTLs de résistance aux pourritures racinaires, trois correspondent aux MDAF précédemment décrits. Ces co-localisations et variations alléliques sont des éléments clés pour la compréhension des liens entre l’architecture et la phénologie de la plante et sa réponse aux stress, pour l’identification de gènes candidats impliqués dans ces réponses, et pour l’élaboration de compromis dans la priorisation des traits dans les programmes de sélection.

Mots clés : Pisum sativum, métaQTL, colocalisation, stress, ascochytose, pourritures racinaires

Abstract

The pea crop is affected by many biotic and abiotic stresses that reduce yields and economic attractiveness. This work aims at exploring the genetic determinism of resistance or tolerance to the main stresses affecting winter pea (frost, ascochyta blight, root rots), in connection with the genetic control of plant architectural or phenological traits. Methodological developments allowed to create molecular resources (SNP markers and genetic maps) on six RIL populations segregating for frost tolerance, resistance to ascochyta blight and/or root rots, and architectural or phenological plant traits.
A meta-analysis on a high-resolution composite map including three 'winter pea' maps revealed five metaQTL MDAF (Meta Disease Architecture Frost) on three linkage groups.    At these loci, alleles increasing resistance to Didymella pinodes and tolerance to frost tolerance delayed flowering date, increased branching and/or decreased stipule size. Furthermore, a metaQTL analysis conducted on spring populations revealed that, among the ten metaQTLs for resistance to root rots, three corresponded to the previously described MDAF. These co-locations and allelic variations are key elements for understanding the links between plant architecture and phenology and its response to biotic and abiotic stresses, for identifying candidate genes involved in these responses, and for managing trade-offs in the prioritization of traits considered in breeding programs.

Keywords: Pisum sativum, metaQTL, colocation, stress, ascochyta blight, root rots