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Atelier 25
Création de nouvelles variétés innovantes de chou-fleur et d’artichaut :
apport des biotechnologies
Gen2Bio - 30/03/2010
Céline Hamon (Vegenov-BBV)
La filière légumière bretonne
- Bretagne = 1ère région légumière française
- Gamme diversifiée de 25 espèces légumières
- 800 000 tonnes de légumes frais
- 400 millions d’euros de chiffre d’affaires
- 70 sociétés d’expédition
- 3000 exploitations de production
Vegenov (BBV)
Centre de Ressources Technologique (CRT)
Association loi 1901
Institut technique agricole (créé en 1989)
Certification ISO 9001 version 2008
St Pol de Léon (29)
Rennes
Projets de recherche appliquée pour le compte d’entreprises
Organisations de producteurs Sélectionneurs,
obtenteurs et semenciers
Agrochimistes
Vegenov (BBV)
→ 4 domaines de compétences R&D
Biologie Cellulaire
- Haplométhodes
- Multiplication et assainissement
- Hybridation interspécifique
Biologie Moléculaire
- Identification et pureté variétale
- Sélection Assistée par Marqueurs
- Gestion des ressources génétiques
Pathologie végétale
- Évaluation de produits phytosanitaires et alternatifs
- Détection de pathogènes
- Laboratoire NS3
- Épidémiologie des maladies légumières et ornementales
Analyse Sensorielle et Nutritionnelle
- Recherche des spécificités
sensorielles d'une production
- Valorisation et amélioration de la qualité nutritionnelle des fruits et légumes
Espèces végétales travaillées à Vegenov (BBV)
→ Espèces fruitières et arboricoles
→ Espèces industrielles, grandes cultures
→ Espèces maraîchères
→ Espèces ornementales (ou à parfum)
Vegenov (BBV)
Une synergie "public-privé"Une interface "amont-aval"
Partenaires professionnels
Partenaires publiques
Collectivités
Appui à la création variétale
Chou-fleur Artichaut
- Famille des Brassicacées - Famille des Astéracées
- Espèce diploïde (2n=18) - Espèce diploïde (2n=34)
- Taille du génome = 1078 Mpb- Taille du génome = 696 Mpb
- 300 000 t produites en Bretagne - 40 000 t produites en Bretagne
Appui à la création variétale
Objectif : utilisation des biotechnologies pour optimiser la sélection de nouvelles variétés de chou-fleur et d’artichaut
Exemples de caractères d’intérêt à introgresser :
- Stérilité
- Résistances à des maladies
- Couleur de la pomme (chou-fleur)
Sélection Assistée par Marqueurs (SAM)
Extraction d’ADN
Marqueurs moléculaires (« empreinte génétique »)
Prélèvements
Appui à la création variétale
Diagnostic génétique précoce (entre le semis et la plantation)
Élimination des plantes ne possédant pas le gène d’intérêt
Appui à la création variétale
→ Marqueurs moléculaires utilisés
Avantages :
- Rapidité et simplicité- Peu coûteux- Petites quantités d’ADN
Inconvénients :
- Dominants- peu reproductibles inter-labo
Avantages :
- Codominants- Robustes et fiables- Reproductibles- Automatisable (séquenceur)
Inconvénients :
- Coûteux
RAPD SSR
Appui à la création variétale
→ Carte génétique du chou-fleur
PBB24.8 PBB1032.8 TO1614.0
PBB45a3.2 PBB620.6 TO127.6 TO317.0
TO423.9 PBB851.4 PBB281.9 PBB189.6 PBB109b17.3
PBB106b
PBB95ab
PBB3615.6
PBB22c8.4
PBB74b9.2
PBB5a4.4 PBB614.2
PBB5315.5
PBB214.74.7 PBB70b3.3 PBB38a1.3 TO410.6 PBB38b3.3 TO52.2 PBB12a10.8 TO275.7 PBB68b3.5 PBB98a4.4 PBB81a
31.4
PBB94.6 TO446.7 PBB898.5
PBB9313.7
PBB721.9PBB55
PBB86a
16.7
PBB1008.1
PBB85.7 TO711.8
TO30
20.5
TO436.1 PBB2610.9
PBB106a8.9
RAPD1c1.7TO138.1PBB52
PBB75a2.7 PBB343.8 PBB56b7.7PBB107
7.2TO31
12.4TO214.7 TO37
23.8
PBB411.3PBB109a
PBB82d
39.0
PBB431.3PBB712.6TO2516.2
PBB75.1TO462.1TO14a2.0PBB5b4.2PBB604.2PBB13.2TO185.4TO35a13.9
TO45a6.6PBB80ac3.7PBB471.3PBB309.2TO114.0PBB276.2PBB108b5.0PBB84gh
12.1
PBB82c4.7PBB592.6PBB10211.6
PBB77a15.9
PBB77b7.8PBB101.4TO260.6PBB251.3PBB200.0PBB731.9TO11.3PBB14a1.3PBB32.6PBB374.6PBB79a5.7BL111.8PBB9112.1PBB1058.5PBB115b
9.40.13.9
20.3
7.52.45.62.31.55.13.50.03.47.70.13.93.00.03.8
10.50.05.4
11.64.83.3
15.7
PBB22b
TO4bPBB114TO34
TO38PBB84ePBB111PBB82abPBB94PBB104PBB57RAPD1bTO36aPBB54TO39PBB115aPBB23TO22PBB97PBB12bT09TO40PBB19TO8PBB50TO33RAPD1a
PBB79g
37.3
PBB112b5.4 PBB79d3.3 TO36b0.8 PBB761.3 PBB1130.0 PBB290.6 PBB14b1.9 PBB630.3 PBB79b0.4 PBB580.0 TO290.6 PBB154.6 PBB496.1 PBB676.1 TO237.4 PBB74a2.9 PBB429.0 PBB65b0.0 PBB926.9 TO1010.1 PBB403.3 TO24ad21.9 TO15
PBB78b
PBB17b
5.7 TO197.14.7 PBB663.2 TO65.4 PBB902.1 PBB510.0 PBB321.3 PBB249.3 PBB69
27.1
PBB39
PBB163.0 TO172.2 TO216.7
PBB84ad13.5
PBB80b11.6
PBB70a
33.1
PBB56a11.9
PBB78c6.7 PBB17a12.6
PBB1112.7
PBB101a5.2 PBB132.1 PBB461.3 PBB86b3.9 PBB873.9 TO323.2 PBB613.3 PBB80de6.1 PBB356.0 TO35b10.0 PBB79c4.7 PBB79h4.7 PBB440.6 PBB43.2 PBB84c7.3 PBB22a4.9 TO202.6 PBB3114.6
PBB6414.7
PBB8814.2
PBB337.9
PBB996.8PBB96ad4.0 TO28
13.8TO4c
1289 cM (kosambi)
275 marqueurs (71 RAPD et 204 RFLP)
Appui à la création variétale
- Collaboration UMR APBV (INRA Rennes) / Vegenov (BBV)
- Projet de 3 ans soutenu par la région Bretagne (PRIR)
Objectifs : développement de nouvelles sources de marqueurs SSR et enrichissement des cartes génétiques de Brassica
Phase 1 (2007-2008) : test de différentes paires d’amorces SSR
Phase 2 (2008-2009) : cartographie des marqueurs SSR sur les différentes cartes Brassica APBV et BBV et cartographie comparée de ces cartes
→ Projet « BRASSAT »
Appui à la création variétale
PBB82d
41.4
SSR1
22.5
SSR26.0PBB430.8PBB712.5T252.5SSR37.8SSR46.4SSR54.4PBB74.9T462.1T14a0.0SSR62.0PBB5b4.0PBB604.0PBB13.1T185.1T35a13.4T45a3.1RAPD6a4.1PBB80ac3.8PBB471.3PBB302.0SSR76.3T113.1SSR81.9PBB275.6PBB108b2.0SSR92.5PBB84gh0.0SSR100.0SSR1111.3PBB82c4.6PBB592.8PBB1027.1RAPD50.0SSR120.0PBB773.9PBB101.3T260.6PBB250.0SSR130.6SSR141.2SSR150.6PBB200.0PBB732.1RAPD8a1.0T11.2PBB14a0.6SSR160.6PBB32.5SSR172.5PBB370.7SSR183.7PBB79a8.4BL10.0SSR193.0SSR201.2SSR214.9SSR2215.9PBB9112.1PBB1053.2PBB115b23.8SSR23
PBB48
16.8
PBB1105.5 PBB68a0.9 PBB81b4.5 PBB98b11.6RAPD9
26.9
PBB78b5.1 T196.9
PBB17b4.5 PBB660.8 SSR242.3 SSR250.0 T60.0 SSR265.1 PBB902.1 PBB510.0 PBB321.3 PBB240.8 SSR271.7 SSR283.4 RAPD2b9.1 PBB6942.4
SSR292.3SSR30
34.1
SSR318.2
SSR3210.8
SSR336.1
SSR341.9PBB24.4PBB1032.7T162.8SSR352.8SSR362.6SSR373.9PBB45a3.1PBB620.6T127.1T39.3SSR389.0T423.8PBB851.4PBB281.9RAPD2a0.0PBB180.7SSR397.7PBB109b4.7SSR4020.0PBB106b
PBB162.9T172.1T2
14.2
PBB84ad5.1
SSR412.9SSR422.0SSR436.7PBB80b0.1SSR444.6SSR450.6SSR468.9PBB70a
26.2
PBB56a10.7
PBB78c6.3
PBB17a11.3
PBB11
12.9
PBB131.9PBB461.4PBB86b4.3PBB101a5.5PBB874.1T321.6SSR471.6PBB610.6SSR482.5PBB80de5.7PBB350.0SSR496.2T35b1.7SSR5013.2PBB79c2.4PBB79h5.5PBB440.6PBB43.1PBB84c6.1PBB22a4.0T202.5PBB311.9PBB880.0PBB642.4SSR517.4PBB997.1PBB339.9PBB96ad3.8T2811.9T4c3.2PBB116
PBB363.6SSR525.1PBB22c0.0SSR53
13.5
PBB74b8.3
PBB5a4.2PBB6
12.6
PBB53
13.6
PBB213.1SSR542.5PBB95ab4.4PBB70b3.2PBB38a1.2T410.6PBB38b2.5SSR553.1RAPD3a2.0SSR561.9SSR571.3T52.1PBB12a1.7RAPD6b7.6SSR580.0T274.3SSR590.7SSR600.7PBB68b3.3PBB98a4.2PBB81a25.1PBB94.4T446.3PBB897.8PBB938.6SSR614.5PBB721.9PBB55
→ Projet « BRASSAT »SSR62
34.4
PBB86a
16.0
SSR636.5
PBB1003.4SSR644.2PBB85.1T7
10.6
T30
12.3
SSR655.1
T435.8
PBB26
11.5
PBB106a
9.3
SSR663.9T130.6SSR676.7PBB52
23.4
RAPD8b
SSR68
34.4
PBB22b8.5
PBB1140.0T4b3.0SSR691.9T349.1SSR7011.6
SSR716.1
T386.6
PBB84e2.2PBB1111.4SSR720.0SSR734.2PBB82ab2.2PBB941.5PBB1044.8PBB578.6SSR747.4SSR750.0SSR763.8T36a0.0B2870.0SSR771.1RAPD43.5PBB547.1PBB115a0.0T393.9PBB232.9T220.0PBB972.9SSR780.7PBB12b0.7SSR796.4SSR807.4RAPD3b0.0SSR811.2T90.0T405.1PBB199.0SSR822.8T84.4PBB501.2SSR831.9T336.0SSR84
SSR85
46.6
SSR86
35.1
SSR87
13.4
SSR888.2
PBB834.3 PBB112b6.8
SSR898.1
PBB79d2.3T36b0.0PBB761.2PBB290.0PBB1130.6PBB14b1.9PBB630.1RAPD70.1SSR900.1PBB79b0.2PBB580.0T290.6PBB150.0SSR913.6SSR921.6PBB496.3PBB675.7T236.9PBB74a2.9PBB426.6SSR931.5SSR941.2PBB65b0.0PBB926.4T102.5SSR952.5SSR965.4PBB403.3T24ad16.4SSR9718.9SSR9827.4T15
SSR996.2
SSR100
10.1
PBB56b3.9
PBB342.5
PBB75a5.1
SSR1013.8
PBB1070.3
RAPD3c0.3
SSR1021.2
SSR1035.8
T318.5
SSR1043.1
SSR1053.2
T215.7
SSR1065.7
T372.5
SSR1075.7
SSR10812.6
PBB411.3
PBB109a
SSR109
49.2
T14c
13.3
T14b2.8T24c
11.5
T24b7.9
PBB45c
16.2
PBB45b
31.0
SSR1101.5
SSR111
25.3
SSR112
1843 cM (kosambi) → 112 marqueurs SSR
Appui à la création variétale
→ Recherche de marqueurs moléculaires liés à des gènes d’intérêt
SM1
M2
1 cM
2 cM
Marqueurs M1 et M2 liés à un gène de stérilité chez le chou-fleur
Jeunes plants en pépinière
Diagnostic génétique (tri des plantes)99%S4
1%F31%F299%S1
Probabilité de posséder le gène S
Phénotype attendu
PlanteFAMILLE X
Appui à la création variétale
En 2009 : mise en route d’un projet de suivi du fonds génétique récurrent dans des schémas de back-cross
Criblage par marqueurs moléculaires spécifiques de la LR dans la descendance
Lignée BC0Lignée récurrente (LR)
X
Lignée récurrente (LR)
X BC1
Accélération du retour au fonds génétique récurrent
BCn
...
Appui à la création variétale
→ Approche « BSA »
Pool de plantes Fertiles Pool de plantes Stériles
Criblage des 2 pools avec des marqueurs moléculaires
Recherche de marqueurs moléculaires polymorphes entre les 2 pools = marqueurs liés au gène de stérilité
Utilisation de ces marqueurs pour trier les descendances des variétés à stériliser
Conclusion
Avantages de la SAM :
- Gain de temps (diagnostic précoce des plantes)
- Diminution du nombre de cycles de sélection
- Accélération du retour aux fonds génétiques récurrents
Conclusion
Quelques limites de la SAM :
- Analyse des plantes dans un temps limité
- Coûts
- Transférabilité des marqueurs inter-fonds génétiques
- Contrôles phénotypiques indispensables
- Suivi du génome récurrent : hétérozygotie ou changement de génotype
- Difficultés pour les caractères quantitatifs