Recherches de facteurs génétiques impliqués dans l'élaboration du rendement sous contrainte hydrique chez le tournesol Helianthus annuus par génétique d'association et analyse de liaison dans une population recombinante

Abstract

La disponibilité en eau est un facteur essentiel pour le rendement des principales espèces cultivées. Le tournesol figurant parmi les espèces d'importance économique majeure est concerné par cet enjeu. L'objectif de cette thèse est d'identifier les régions génomiques permettant d'expliquer la variabilité du rendement sous contraintes hydriques. Une approche de génétique d'association a été menée sur un panel de 384 lignées cultivées et élites évalué en combinaison hybride sur un réseau expérimental de 17 environnements. L'analyse séparée de chaque environnement a permis d'identifier 157 marqueurs associés avec au moins un caractère grâce à l'utilisation d'un modèle prenant en compte la structuration du panel en deux groupes : restauratrices de fertilité et mainteneuses de stérilité mâle. Parmi ces marqueurs significatifs, 34 étaient associés avec un caractère lié à la productivité, mais ceci, le plus souvent, de manière spécifique à un environnement, soulignant ainsi l'importance de l'interaction génotype-environnement. Un modèle éco-physiologique simulant la performance de génotypes en fonction des conditions environnementales, a permis de caractériser le stress hydrique au sein du réseau. En utilisant des variétés témoins définies dans le modèle, un index de stress a été estimé pour chaque environnement. La réponse du panel à cet index a ensuite été testée en génétique d'association permettant d'identifier de nouveaux loci impliqués dans la tolérance au stress hydrique et la stabilité du rendement. Enfin, La détection de QTL à partir d'une population bi-parentale a permis de confirmer certaines zones détectées en génétique d'association et d'en découvrir de nouvelles.For most crops, water availability is a major component of yield. We must improve crop plants tolerance to water deficit in order to guarantee food security. Sunflower, a species of economic importance is also concerned by this challenge. The aim of this thesis is to identify genomic regions involved in the variability of yield and its components under drought. To this purpose, an association mapping approach has been led on a core collection of 384 cultivated and elite lines evaluated as hybrids combinations in a multi environment trial of 17 environments. In a first step, the separated analysis per environment led to the identification of 157 markers associated with at least one trait by apply a model taking into account the structuration in two groups: male restorer lines and female lines. Among these significant markers, 34 were associated with productivity but only on a specific environment, underlying the importance of genotype by environment interaction. In a second step, a crop model simulating sunflower genotypes yield depending on environmental conditions, led to the characterization of drought stress inside the multi environment trial. By using varieties defined before in the model, a drought index has been estimated for each environment. Thus, the panel response to this index has been tested in association mapping leading to the identification of several new loci involved in drought stress response and yield stability. QTL mapping in a bi parental population confirmed some regions and led to the detection of new ones