Highly-multiplexed SNP genotyping for genetic mapping and germplasm diversity studies in pea

Background: Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) can be used as genetic markers for applications such as genetic diversity studies or genetic mapping. New technologies now allow genotyping hundreds to thousands of SNPs in a single reaction. In order to evaluate the potential of these technologies in pea, we selected a custom 384-SNP set using SNPs discovered in Pisum through the resequencing of gene fragments in different genotypes and by compiling genomic sequence data present in databases. We then designed an Illumina GoldenGate assay to genotype both a Pisum germplasm collection and a genetic mapping population with the SNP set. Results: We obtained clear allelic data for more than 92% of the SNPs (356 out of 384). Interestingly, the technique was successful for all the genotypes present in the germplasm collection, including those from species or subspecies different from the P. sativum ssp sativum used to generate sequences. By genotyping the mapping population with the SNP set, we obtained a genetic map and map positions for 37 new gene markers. Conclusion: Our results show that the Illumina GoldenGate assay can be used successfully for high-throughput SNP genotyping of diverse germplasm in pea. This genotyping approach will simplify genotyping procedures for association mapping or diversity studies purposes and open new perspectives in legume genomics

Translational Genomics in Legumes Allowed Placing In Silico 5460 Unigenes on the Pea Functional Map and Identified Candidate Genes in Pisum sativum L.

To identify genes involved in phenotypic traits, translational genomics from highly characterized model plants to poorly characterized crop plants provides a valuable source of markers to saturate a zone of interest as well as functionally characterized candidate genes. In this paper, an integrated view of the pea genetic map was developed. A series of gene markers were mapped and their best reciprocal homologs were identified on M. truncatula, L. japonicus, soybean, and poplar pseudomolecules. Based on the syntenic relationships uncovered between pea and M. truncatula, 5460 pea Unigenes were tentatively placed on the consensus map. A new bioinformatics tool, http://www.thelegumeportal.net/pea_mtr_translational_toolkit, was developed that allows, for any gene sequence, to search its putative position on the pea consensus map and hence to search for candidate genes among neighboring Unigenes. As an example, a promising candidate gene for the hypernodulation mutation nod3 in pea was proposed based on the map position of the likely homolog of Pub1, a M. truncatula gene involved in nodulation regulation. A broader view of pea genome evolution was obtained by revealing syntenic relationships between pea and sequenced genomes. Blocks of synteny were identified which gave new insights into the evolution of chromosome structure in Papillionoids and Eudicots. The power of the translational genomics approach was underlined

UTILLdb, a Pisum sativum in silico forward and reverse genetics tool

UTILLdb is a database of phenotypic and sequence information on mutant genes from a reference Pisum sativum EMS-mutant population

PeaMUST Introduction – Bilan du projet

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Présentation de l'UMR Agroécologie et du pôle GEAPSI

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L'ADN du petit pois intégralement séquencé !

France Inter "le journal de 8h00", Vendredi 5 Septembre 2019Le décryptage du génome du petit pois, réalisé pour la première fois par huit équipes de chercheurs pilotées par l'INRA, ouvre des perspectives très importantes pour la recherche, tant pour nourrir la planète que pour lutter contre le réchauffement climatique.Pisum savitum, une légumineuse plus connue sous le nom de petit pois, est une espèce fétiche pour les généticiens du monde entier, car c'est sur un pois que le père de la génétique moderne, le moine Gregor Mendel, s'était basé pour déterminer les premières lois de l'hérédité en 1866.Pour reconstituer la séquence de son génome, "il a fallu ordonner plusieurs milliards de courtes séquences d'ADN", a indiqué à l'AFP Judith Burstin de l'INRA-Dijon, qui a coordonné l'article publié lundi dans la revue Nature Genetics, par et avec Jonathan Kreplak (Inra) et Mohammed-Amin Madoui (CEA-CNRS).Alors que le premier séquençage du génome d'une plante a eu lieu en 2000, et que celui du blé est intervenu en 2018, celui du pois a pris plus de temps car "il s'agit d'un "génome très volumineux et très complexe, avec beaucoup de petites séquences qui se répètent", a indiqué Mme Burstin.Deux équipes françaises, de l'Institut national de la recherche agronomique(INRA) et du Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) ont planché sur le sujet depuis 2013, ainsi que deux équipes tchèques, deux australiennes, une américaine, une canadienne et un chercheur néo-zélandais, avec aussi l'aide de financements privés, venant notamment du groupe agroalimentaire français Avril, spécialisé dans les oléagineux et légumineuses."Nous avons recensé 43 +accessions+ du genre pisum", c'est-à-dire dérivés de la famille des pois: des pois sauvages, des pois fourragers, des variétés industrielles modernes, mais aussi des variétés anciennes venues d'Auvergne notamment, a indiqué Mme Burstin."Comme l'avait montré Mendel, entre un pois vert et un pois jaune, il n'y a qu'un gène de différence" a ajouté la généticienne, selon laquelle le séquençage "va donner un gros coup d'accélération à la recherche et à l'amélioration variétale de toutes les légumineuses à graine".En plein essorUne question d'autant plus importante que les légumineuses, considérées comme "magiques" par certains agronomes, sont au centre des espoirs de la recherche mondiale aussi bien sur les questions alimentaires que climatiques.L'Agence des Nations unies pour l'agriculture et l'alimentation (FAO) avait proclamé 2016, "année des légumineuses" et le GIEC a récemment rappelé que l'agriculture devrait s'adapter pour lutter contre le réchauffement climatique, notamment en réduisant l'élevage intensif.Les pois, fèves, et autres lentilles, domestiqués il y a environ 10.000 ans dans le croissant fertile de Mésopotamie, font partie de l'adaptation de l'agriculture au réchauffement climatique.Leur double particularité est de fixer l'azote de l'air dans le sol, donc d'enrichir la terre qui a besoin de moins de fertilisants chimiques, et d'être riches en protéines, constituant ainsi une alternative au moins partielle à la viande.Egalement appelés légumes secs, ils contiennent 20 à 25% de protéines, soit deux fois plus que le blé et trois fois plus que le riz, ainsi que de nombreux minéraux et vitamines."Il y a actuellement des progrès énormes dans le développement de variétés d'hiver qui résistent au gel" qui devraient permettre d'augmenter les surfaces de ces cultures un peu oubliées en Europe, a précisé Mme Burstin.Son équipe travaille aussi sur un autre projet de recherche qui doit déboucher fin 2020, baptisé PEA-MUST, portant sur l'amélioration de la régularité des rendements et de la résistance aux stress hydriques ou de ravageurs.Elle travaille en partenariat avec les sélectionneurs et semenciers, mais aussi avec les deux principaux industriels européens spécialistes de l'extraction des protéines de pois pour l'alimentation humaine, le groupe français Roquette, et le belge Cosucra, très courtisés par le boom de l'industrie des pâtés végétaux et autres viandes de synthèse aux Etats-Unis