Déterminants de la recombinaison et conséquences

Objectifs

Pour répondre au défi de la transition de la viticulture vers des pratiques à faible impact environnemental, la création de variétés de vigne résistantes par croisement a été un succès. Pour combiner encore plus de caractères de résistance, de qualité et d’adaptation au changement climatique, il faut désormais optimiser les programmes de sélection et en particulier l’efficacité du brassage des génomes via la recombinaison méiotique. Ayant été très peu étudiée chez la vigne, les facteurs génomiques influençant la localisation des crossing-overs restent donc à explorer. Les phénotypes de résistance étant introgressés à partir d’espèces sauvages du genre Vitis, la recombinaison en contexte interspécifique est donc particulièrement intéressante à étudier.

Approches et moyens mis en œuvre

Les profils de recombinaison sont établis dans différents contextes interspécifiques suite à la construction de cartes génétiques à haute-densité obtenues à partir de données de Genotyping-by-Sequencing.  Afin de mieux comprendre la localisation des crossing-overs, une stratégie basée sur des méthodes de bioinformatique et de bioanalyse est développée et des cartes structurale, transcriptionnelle et de divergence haplotypique sont en cours d’établissement.  Plus particulièrement des outils de génomique structurale pour localiser les centromères, les télomères et les régions répétées des chromosomes et des pipelines d’annotations de gènes sont mis en œuvre. Des outils de génomique comparative pour identifier des variations structurales sont utilisés ainsi que des outils de statistiques et de modélisation. En perspective, un outil de prédiction de la localisation des crossing-overs sera créé comme une aide à la décision pour les futurs programmes de sélection chez la vigne.

Personnel

Equipe Génétique et Métabolisme de la Vigne

• Camille RUSTENHOLZ
• Amandine VELT

Equipe Génétique et Amélioration de la Vigne

• Guillaume ARNOLD
• Komlan AVIA
• Éric DUCHENE
• Vincent DUMAS
• Marie-Céline LACOMBE
• Christine ONIMUS
• Aurélie UMAR-FARUK

Financement

Département BAP

Résultats préliminaires

Une étude basée sur des hybrides interspécifiques montre que la composition des haplotypes en présence lors de la recombinaison impacte directement sa distribution le long des chromosomes (Delame et al., 2018). La fréquence de recombinaison est similaire entre haplotypes exclusivement homologues (V. vinifera – V. vinifera) et haplotypes exclusivement non-homologues (V. rotundifolia - V. vinifera) comme illustré sur le chromosome 10 de la Figure. Par contre, dès lors qu’une zone homologue et une zone non-homologue sont présentes sur un même chromosome, la recombinaison est complètement supprimée dans la zone non-homologue et sa fréquence est accrue dans la zone homologue (cf. chromosome 2 de la figure).

Figure d’après Delame et al., 2018 : Analyse du taux de recombinaison dans les régions homologues versus non-homologues. La variation de la distance génétique est représentée en fonction de la distance physique pour les cartes génétiques hybrides (points rouges) et V. vinifera (triangles verts). Le taux de recombinaison est représenté par la pente des courbes. Les barres sous les graphiques montrent le contexte haplotypique du parent hybride (à associer à la carte hybride en points rouges) avec les régions homologues en gris foncé et les régions non-homologues en rouge.