Diversité des composants génétiques et des mécanismes de résistance à Aphanomyces euteiches chez les légumineuses. – Immunit-Ae

Aphanomyces euteiches, un oomycète racinaire des légumineuses, est le principal facteur biotique limitant de la production de pois en France et en Europe. Pour accélérer l’amélioration génétique de la résistance à A. euteiches chez cette espèce cultivée, nous nous proposons d’utiliser les ressources développées chez la légumineuse modèle M. truncatula et d’exploiter la découverte récente d’une région génomique impliquée dans la résistance à A. euteiches. Ce locus, identifié à l’aide de 2 sources de résistance différentes est impliqué dans la résistance à plusieurs isolats du parasite. Dans la lignée séquencée A17, ce locus, appelé prAe1, confère une résistance partielle récessive et a été réduit à un intervalle de 135 kb, qui ne contient pas de gènes de résistance classiques (de type NBS-LRR). Chez la lignée DZA45.5, le gène AER1, situé dans la même région génomique confère une résistance complète dominante et est impliqué dans des interactions épistatiques avec d’autres loci pour la résistance vis-à-vis d’autres isolats.
Partant de ces résultats, le premier objectif de ce projet est d’identifier le(s) séquence(s) impliquée(s) dans la résistance, située(s) dans le locus prAe1 / AER1. Après obtention des séquences de ce locus chez la lignée DZA45.5 et chez la lignée sensible F83005.5, la comparaison des données acquises avec celle de la lignée A17 permettront d’entreprendre une cartographie fine et d’identifier les séquences impliquées dans la résistance. Ces dernières seront alors validées fonctionnellement dans des approches de complémentation, après obtention de racines transformées avec ces séquences, analyses de mutants disponibles et/ou analyses de luzernes transgéniques. Pour analyser les mécanismes de résistance associées à prAe1, des lignées quasi-isogéniques (NIL) pour ce locus seront analysées après inoculation à l’aide de puces Affymétrix. Le transcriptome de cellules de péricycle en division, mécanisme spécifique présent uniquement chez les NIL résistantes sera également analysées en utilisant les ARN de ces cellules obtenues par microdissection laser.
Le deuxième objectif est d’analyser la diversité des loci de résistance de M. truncatula impliquées dans la résistance à différentes souches d’A. euteiches grâce à une approche de génétique d’association sur 192 lignées de M. truncatula, rendue possible par l’accès privilégié aux données génomiques générées par le projet américain « Medicago Hapmap ». Cette approche sera complétée par l’analyse génétique de trois nouvelles populations de RIL connectée, dont les parents font également partie des lignées reséquencées. Les résultats complémentaires obtenus par les deux techniques seront comparés et permettront d’augmenter la résolution des QTL détectés.
Le troisième volet de ce projet à pour objectif d’étudier la conservation des gènes, loci et mécanismes de résistances à A. euteiches entre M. truncatula et les principales légumineuses cultivées, en particulier le pois. Ce dernier point sera facilité par l’utilisation des connaissances et des outils génétiques déjà générés (marqueurs, séquences, QTL) chez cette espèce. Dans un premier temps, la synténie des loci de résistance détectés chez Medicago et le pois sera étudiée grâce à la production de marqueurs ponts entre les deux espèces dans les régions identifiées dans les deux génomes. Des gènes orthologues des gènes candidats identifiés chez M. truncatula seront ensuite recherchés chez plusieurs légumineuses cultivées(notamment le pois) et des marqueurs de ces gènes seront développés. Pour le pois, les meilleurs gènes candidats (localisés dans des régions synténiques de QTL) seront analysés dans une « core-collection » de pois et leur rôle fonctionnels validés dans des mutants de TILLING. Enfin, des analyses cytologiques seront également entreprises pour comparer les mécanismes de résistance observés chez M. truncatula et ceux de plusieurs légumineuses cultivées.