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Du phénotype au génotype

Du phénotype au génotype Interprétation des interactions QTL x Environnement en termes d’adaptation. Lacaze Xavier. X 1. X 2. Caractère quantitatif et Normes de réaction. Rendement. Génotype 3. Génotype 2. Génotype 1. Environnements. Env3. Env4. Env1. Env2. E j. G i. GE ij. e ijk.

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Du phénotype au génotype

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Presentation Transcript

  1. Du phénotype au génotype Interprétation des interactions QTL x Environnement en termes d’adaptation Lacaze Xavier

  2. X1 X2 Caractère quantitatif et Normes de réaction Rendement Génotype 3 Génotype 2 Génotype 1 Environnements Env3 Env4 Env1 Env2

  3. Ej Gi GEij eijk + + + + Effet du génotype i Effet de l’environnement j Effet d’interaction G x E Résiduelle Décomposition de la variation phénotypique Yijk= µ

  4. Fortes températures Facteur climatique Ex : déficit hydrique QTL1 QTL2 Effet add Effet add Allèle 2 Allèle 1 fortes temp. Allèle 2 Allèle 1 Déf. Hyd. Env1 Env2 Env1 Env2 Déterminisme génétique des interactions G x E Les interactions QTL x E

  5. Intérêt d’un point de vue génétique et amélioration des plantes Possibilité de préconisation de génotypes adaptés à certaines conditions bioclimatiques Sélection Assistée par Marqueurs basée sur des critères bioclimatiques Etudes fréquencielles des conditions environnementales de bassins de production 0-40 40-70 70-100% Risques de Températures échaudantes

  6. Analyse des interactions QTLxE en termes d’adaptation Chr 1 QTL détecté Env 1 QTL détecté Env 2 QTL détecté Env 3 Année 2 Année 1 Année 3 Stress hydrique faible à floraison Stress hydrique fort Au cours du remplissage du grain

  7. Analyse des interactions QTLxE en termes d’adaptation Chr 1 Rég. Fact. Année 1 Année 3 QTL d’adaptation au stress hydrique de fin de cycle Stress hydrique fort Au cours du remplissage du grain

  8. De l’intérêt de l’usage commun de la génétique et de la caractérisation agronomique: Exemple du déterminisme génétique et environnemental de la teneur en protéines du blé dur

  9. Suivi de populations de cartographie de blé dur 1 demi diallèle (4 parents -> 6 croisements) (6 x 48 RILs) Un réseau multilocal 18 environnements Deux sites : Auzeville - Mauguio (2003-2007) Phénotypage (NIRS) pour la teneur en protéines Génotypage pour 82 microsatellites

  10. Caractérisation environnementale Le temps de la plante - un temps thermique Découpage du cycle des plantes en intervalles successifs de 100°Degrés Jrs Calcul pour les jours correspondant de moyennes de données climatiques par environnement N accumulé dans la plante (en % du maxi) Levée Epi 1 cm DF Ep Flo Maturité Levée Tallage Montaison Formation et maturation du grain Teneur enprotéines Accumulation remobilisation/assimilation 100 100°CJ 50 °CJ 2800 0 1300 1700 1000

  11. Découpage du cycle en intervalles phénologiques successifs Moyennés sur l’ensemble de la population Calcul moyennes climatiques pour chacun des 28 intervalles ETP, Températures diurnes et nocturnes, Précipitations

  12. 1 2 … 28 Covariables environnementales Env1 Env2 Env18 génotype Phénotype 1 2 … 288 Facteur env QTL Effet add Allèle 2 Rég. Fact Allèle 1 Fact env

  13. Traitement statistique des données Mise en regard de l’information génétique, phénotypique et environnementale via larégression factorielle Ej Yijk= GEij eijk µ Gi + + + + ρxi+Gi* ρjxi+GEij* kzj xi+ ρj xi*+GEij* xi = allèle au marqueur considéré zj = covariable environnementale

  14. Traitement statistique des données Régression factorielle Modèle mixte effets aléatoires croisement ; interaction croisement x env effets fixes cov_env; QTL; interaction QTL x cov_env Chaque marqueur et covariable environnementale analysés indépendamment

  15. Xgpw2225 (2A) Résultats (1) Xgpw2281 (2A)

  16. Les effets alléliques marqueur Xgpw2281 (2A)

  17. Intérêt d’un découpage phénologique précis du cycle de la plante Identification de périodes clés de l’élaboration de la teneur en protéines Intensité des facteurs environnementaux affectant le caractère quantitatif Levée Epi 1 cm DF Ep Flo Maturité N accumulé dans la plante (en % du maxi) Montaison Formation et maturation du grain Levée Tallage 100 DT9 50 NT14 NT24 °CJ 2800 0 1300 1700 1000

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