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# Biologie# Biologie végétale

Progrès dans la résistance aux maladies des pêches et des abricots

La recherche se concentre sur l'amélioration de la résistance des pêches et des abricots aux maladies grâce à la génétique.

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Génétique et résilienceGénétique et résiliencedes pêches et abricotsdes pêches et des abricots.améliorent la résistance aux maladiesDe nouvelles découvertes génétiques
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Les plantes font face à plein de défis à cause des Nuisibles et des Maladies, ce qui peut vraiment nuire à la production agricole. Ces menaces viennent de plein d'organismes, comme des virus, des bactéries, des champignons et des insectes. Pour protéger les plantes et assurer une agriculture durable, les scientifiques bossent sur des moyens de réduire la vulnérabilité des plantes face à ces agents nuisibles.

Une méthode efficace, c'est d'améliorer la génétique des plantes. Il y a deux façons principales dont les plantes peuvent résister aux maladies : en empêchant directement la maladie (Résistance) ou en minimisant les dégâts même si elles n'arrêtent pas complètement la maladie (Tolérance). Croiser des plantes avec une forte résistance ou tolérance à ces menaces est super important, surtout pour les cultures pérennes, comme les pêches et les abricots, car elles mettent longtemps à pousser et à produire des fruits.

Amélioration Génétique des Plantes

Ces dernières années, les chercheurs se sont concentrés sur l'utilisation de traits Génétiques impliquant plusieurs gènes au lieu de se fier à une résistance par un seul gène, qui peut facilement tomber à l'eau. En utilisant plein de facteurs génétiques, les scientifiques espèrent créer des variétés de plantes qui offriront une meilleure protection à long terme contre les maladies. Combiner des traits de résistance forte avec des traits qui permettent la tolérance pourrait mener à des défenses de plantes encore plus efficaces.

En plus, certaines variétés de plantes ont montré une résistance ou tolérance naturelle aux maladies. Par exemple, certains parents sauvages des pêches ont des gènes qui peuvent aider à résister aux nuisibles et aux agents pathogènes. Cette diversité génétique offre une chance de trouver de nouvelles façons d'améliorer les cultures cultivées.

Études d'Association Génome-Élargi (GWAS)

Les Études d'Association Génome-Élargi (GWAS) est une technique qui aide à identifier quelles parties du génome contribuent à certains traits, y compris la résistance aux maladies. En analysant un grand nombre de marqueurs génétiques dans différentes plantes, les chercheurs peuvent trouver des liens entre des traits spécifiques et des variations génétiques.

Cependant, identifier ces traits génétiques peut être compliqué, car la façon dont les plantes réagissent aux maladies peut varier selon les conditions environnementales. Par exemple, la réaction d'une plante face à une maladie peut changer d'un endroit à l'autre ou d'une année à l'autre. Pour mieux comprendre ces variations, les scientifiques réalisent des Essais Multi-Environnementaux (MET), où ils testent les mêmes plantes dans différents endroits ou années pour voir comment elles réagissent aux nuisibles et aux maladies.

Objectifs de Recherche

L'objectif principal de cette recherche est de comprendre les facteurs génétiques qui permettent aux pêches et aux abricots de résister aux nuisibles et aux maladies dans divers environnements. Les scientifiques prévoient de rassembler et d'analyser des données sur la façon dont différentes variétés de pêches et d'abricots s'en sortent face à ces défis. Plus précisément, ils veulent voir comment la génétique des plantes et les facteurs environnementaux interagissent et affectent les défenses des plantes.

Méthodologie

Pour réaliser cette étude, les chercheurs ont créé des bases de données contenant des informations sur la façon dont différentes variétés de pêches et d'abricots ont réagi à différents nuisibles et maladies dans plusieurs vergers dans le sud-est de la France. Les maladies et les nuisibles spécifiques surveillés comprenaient le repliement des feuilles, le mildiou et diverses brûlures.

Ils ont mesuré deux facteurs principaux : le maximum de dégâts causés par les nuisibles (Max) et l'impact global de la maladie dans le temps (AUDPC). En suivant ces mesures sur plusieurs saisons, les chercheurs pouvaient évaluer comment chaque variété se comportait dans des conditions différentes.

Résultats sur la Performance des Plantes

En évaluant les données, les chercheurs ont trouvé une grande diversité dans la façon dont différentes variétés de pêches et d'abricots réagissaient aux maladies. Certaines plantes ont montré des différences considérables au fil du temps et dans différents lieux. Les scores de dégâts maximum et les métriques d'impact global de la maladie ont fourni des informations précieuses sur la manière dont chaque variété réagissait aux défis.

En regardant des maladies spécifiques, certaines ont montré une plus grande cohérence dans la façon dont les plantes réagissaient dans différents environnements, tandis que d'autres variaient énormément. Par exemple, le repliement des feuilles dans les pêches a montré une réponse stable entre les lieux. En revanche, d'autres maladies, comme la brûlure des fleurs dans les abricots, ont montré des réponses variées qui dépendaient des conditions environnementales.

Contributions Génétiques à la Réponse aux Maladies

Les chercheurs ont utilisé des modèles statistiques pour analyser combien de la variation dans la réponse aux maladies pouvait être attribuée au génotype des plantes. Ils ont découvert que la composition génétique des plantes influençait significativement leur performance contre les maladies. Cependant, les facteurs environnementaux ont également joué un rôle crucial dans la formation de ces réponses.

À travers leur analyse, les chercheurs ont identifié différents types d'influences génétiques : des effets additifs et non additifs. Les effets additifs apparaissent lorsque l'effet combiné de plusieurs gènes améliore un trait, tandis que les effets non additifs impliquent des interactions entre gènes qui peuvent augmenter ou diminuer l'efficacité d'un trait.

Identification des Régions Génétiques Clés

Après avoir réalisé les GWAS, les chercheurs ont cartographié les régions génétiques clés liées à la résistance et à la tolérance aux maladies dans les pêches et les abricots. Ils ont trouvé plusieurs de ces régions qui étaient associées à des traits de résistance forte.

Cette cartographie a révélé un total de centaines de marqueurs génétiques liés à des maladies spécifiques. Certains de ces marqueurs étaient uniques à certains environnements, soulignant l'importance du contexte dans le croisement pour la résistance aux maladies.

Réponses Spécifiques à l'Environnement

Dans leur analyse, les chercheurs ont identifié divers QTL (loci de traits quantitatifs) spécifiques à certains environnements. Cela signifie que certains traits génétiques étaient plus efficaces dans certains endroits que dans d'autres. Par exemple, un QTL associé au repliement des feuilles de pêche a été trouvé de manière constante dans différents environnements, tandis que d'autres, comme ceux liés à la brûlure des fleurs d'abricot, étaient plus spécifiques à l'environnement.

Cette variabilité suggère que les programmes de croisement devraient prendre en compte non seulement les traits génétiques des plantes mais aussi les conditions environnementales spécifiques auxquelles elles seront confrontées. Ajuster les stratégies de croisement pour tenir compte des conditions locales pourrait optimiser la résilience des plantes contre les nuisibles et les maladies.

Comprendre l'Interaction entre Génétique et Environnement

Un message clé de cette recherche est le rôle significatif de l'interaction entre la génétique et les facteurs environnementaux. Les chercheurs ont noté que beaucoup des traits de résistance aux maladies étaient influencés davantage par l'endroit spécifique où les plantes étaient cultivées que par les facteurs génétiques seuls.

Comprendre cette interaction est crucial pour développer des stratégies de croisement efficaces. Cela suggère que les sélectionneurs doivent tenir compte à la fois de la génétique et de l'environnement lorsqu'ils choisissent quelles plantes cultiver et propager.

Stratégies Futures pour le Croisement

Basé sur les résultats, les chercheurs proposent plusieurs stratégies pour les futurs programmes de croisement. Ils insistent sur la nécessité de créer des variétés de plantes qui peuvent s'adapter aux nuisibles et aux maladies spécifiques présentes dans leurs régions de culture. Cela pourrait impliquer l'utilisation de techniques génomiques avancées pour sélectionner des traits génétiques spécifiques qui offrent résistance ou tolérance aux stress environnementaux.

De plus, les chercheurs recommandent de continuer à utiliser des essais multi-environnementaux pour affiner la compréhension de la façon dont les plantes se comportent dans différentes conditions. Cela peut aider les sélectionneurs à développer des variétés de cultures plus résilientes qui peuvent faire face aux défis posés par les nuisibles et les maladies.

Conclusion

Cette recherche éclaire les interactions complexes entre la génétique des plantes, les facteurs environnementaux et la résistance aux maladies. En identifiant des marqueurs génétiques clés et en comprenant comment ils interagissent avec des environnements spécifiques, les scientifiques ouvrent la voie à la création de variétés de pêches et d'abricots plus résilientes.

Les efforts pour croiser pour la résistance aux maladies doivent intégrer la connaissance de la génétique et des conditions environnementales. Cette approche holistique mènera finalement à une meilleure gestion des cultures et à des pratiques agricoles durables qui peuvent lutter contre les défis permanents posés par les nuisibles et les maladies dans le secteur agricole.

Source originale

Titre: Investigating the genetic architecture of biotic stress response in stone fruit tree orchards under natural infections with a multi-environment GWAS approach

Résumé: The mapping and introduction of sustainable plant immunity to pests and diseases in fruit tree is still a major challenge in modern breeding. This study aims at deciphering the genetic architecture underlying resistance or tolerance across environments for major pests and diseases in peach (P. persica) and apricot (P. armeniaca). We set up a multi-environment trial (MET) approach by studying two core collections of 206 peach and 150 apricot accessions deployed under low phytosanitary conditions in respectively three and two environmentally contrasted locations in South-East of France. To capture the complex dynamics of pest and disease spread in naturally infected orchards, visual scoring of symptoms was repeated within and between 3 years, for five and two pests and diseases respectively for peach and apricot, resulting in the maximum of damage score and the AUDPC. These traits were used as phenotypic inputs in our genome-wide association studies (GWAS) strategy, and leading to the identification of: i) non-additive genotype-phenotype associations, ii) environment-shared QTLs iii) environment-specific QTLs, and iv) interactive QTLs which changes in direction ( antagonist) or intensity ( differential) according to the environment. By conducting GWAS with multiple methods, we successfully identified a total of 60 high confidence QTLs, leading to the identification of 87 candidate genes, the majority belonging to the Leucine-rich repeat containing receptors (LRR-CRs) family gene. Finally, we provided a comparative analysis of our results on peach and apricot, two closely related species. The present results contribute to the development of genomics-assisted breeding to improve biotic resilience in Prunus varieties.

Auteurs: Morgane Roth, M. Serrie, V. Segura, A. Blanc, L. Brun, N. Dlalah, F. Gilles, L. Heurtevin, M. Le-Pans, V. Signoret, S. Viret, J.-M. Audergon, B. Quilot

Dernière mise à jour: 2024-10-17 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618428

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.15.618428.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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