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Sélection assistée par marqueurs pour l'amélioration variétale de la canne à sucre : diversité génétique et phénotypique du germplasm cultivé, association mapping et sélection génomique

Gouy M.. 2013. Saint Denis : Université de la Réunion, 179 p.. Thèse de doctorat -- Sciences.

La création variétale est une composante majeure de l'intensification de la culture de la canne à sucre. Cette thèse apporte de nouveaux éléments de réponse quant à l'utilisation des marqueurs moléculaires couplés aux outils statistiques dans la sélection de la canne à sucre. Les travaux se basent sur un germplasm de canne représentant la diversité mondiale cultivée. Dans un premier temps, le rendement en saccharose a été décomposé en sept composantes pour analyser leurs contributions. L'influence des fonds génétiques ancestraux a également été étudiée. Nous avons mis en évidence que les contributions des composantes varient selon l'environnement. De plus, la proportion de génome provenant du parent S. spontaneum exerce un effet sur le rendement et ses composantes qui dépend de l'environnement : en conditions de fort rayonnement et de fortes températures, ce fond génétique a un effet négatif sur le rendement en saccharose, alors qu'il n'exerce aucun effet en conditions de faible rayonnement et basses températures. Ces résultats suggèrent que les efforts d'introgression de S. spontaneum ainsi que le choix des critères de sélection doivent s'adapter selon le milieu visé. Dans un deuxième temps, une étude de génétique d'association a été réalisée sur ce germplasm pour 12 caractères d'importance agronomique. La structure génétique de ce germplasm et principalement l'apparentement entre individus crée une inflation des statistiques de tests conduisant à de nombreuses fausses associations marqueur-trait. Des modèles linéaires mixtes utilisant la matrice Q ou des composantes principales comme cofacteurs, ainsi qu'une matrice de similarité en tant que matrice de variance-covariance, permettent de maîtriser ces inflations. Des marqueurs liés au rendement en saccharose, au taux de floraison ainsi qu'à la résistance à la rouille brune ont été détectés. Dans une troisième partie, nous avons évalué l'approche de sélection génomique pour la canne à sucre. Un deuxième germplasm indépendant a été utilisé afin de réaliser des validations croisées entre les deux panels. Quatre modèles de prédiction ont été utilisés. Ces modèles donnent des résultats similaires entre-eux. Les validations croisées intra-panel ont été obtenues avec des précisions allant de 0.11 pour la résistance au charbon à 0.62 pour le brix. Les validations croisées inter-panel ont été obtenues avec des précisions allant de 0.13 à 0.55 respectivement pour ces mêmes caractères. Ces niveaux de précisions sont prometteurs en vue d'une utilisation future pour la sélection de la canne. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : saccharum spontaneum; charbons; méthode statistique; méthodologie; résistance aux maladies; morphologie végétale; température; lumière; facteur du milieu; marqueur génétique; caractère agronomique; rendement des cultures; saccharose; génomique; carte génétique; germplasm; phénotype; variation génétique; amélioration des plantes; saccharum officinarum; réunion; sporisorium scitamineum

Thématique : Génétique et amélioration des plantes; Culture des plantes; Maladies des plantes; Méthodes mathématiques et statistiques

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