Phytogénétique
Génétique des oléoprotéagineuses

Identification de gènes régulant la maturité chez le soya

Résumé vulgarisé

Le soya est une plante à fort potentiel commercial, mais sa culture est présentement limitée dans les régions les plus méridionales du Québec et du Canada. Pour soutenir le développement de lignées de soya plus hâtives, il est possible d’utiliser différentes approches moléculaires et bio-informatiques comme la cartographie de gènes et le développement de marqueurs génétiques. Le présent projet visait à découvrir de nouvelles régions génomiques impliquées dans la régulation de la floraison, le remplissage et la maturité dans le soya à l’aide de populations biparentales et d’association pangénomique. Lors de ce projet, plusieurs régions avec une grande influence sur la maturité hâtive ont été découvertes au niveau de l’ensemble du génome, notamment sur le chromosome Gm04. À l’aide de ces régions, nous avons intégré plusieurs nouveaux marqueurs moléculaires dans notre programme de sélection afin de pouvoir développer de manière plus efficace des lignées plus hâtives.

Crédit photo : CÉROM

Résumé scientifique

Le soya présente un fort potentiel de développement à l’échelle du Québec et du Canada, mais sa culture est présentement restreinte aux zones les plus méridionales du pays. Au niveau génétique, de nombreux réseaux de gènes gouvernent l’ensemble des traits liés à la reproduction tels que la floraison, le remplissage et la maturité. Afin de pouvoir développer des lignées avec un fort potentiel commercial et une maturité hâtive, il est possible d’utiliser des outils de pointe au niveau de la biologie moléculaire, la génétique et la bio-informatique. Au courant de ce projet, notre laboratoire a développé trois populations (deux biparentales et une d’association pangénomique) afin d’identifier les régions clé régulant trois traits (floraison, remplissage et maturité) liés à la reproduction. En effectuant la cartographie génétique de ces populations, nous avons identifié de nombreux marqueurs moléculaires fortement corrélé avec ces trois traits, notamment sur le chromosome Gm04. Par la suite, nous avons développé un schéma de prédiction bio-informatique nous permettant d’identifier les différents gènes candidats sous-jacents (p.ex. E1la) à ces différentes régions. Pour augmenter l’efficacité de notre programme d’amélioration, nous avons développé et intégré plusieurs de ces marqueurs à l’aide de la technologie KASP dans notre schéma de sélection dans le but d’obtenir plus efficacement et rapidement des lignées très hâtives à fort potentiel commercial.

Objectifs

  1. Identification de régions du génome impliquées dans la maturité hâtive du soya.
  2. Prédiction de gènes clés liés à ces régions en utilisant des approches bio-informatiques.
  3. Développement de marqueurs moléculaires permettant la sélection de lignées de soya plus hâtives.

Crédit photo : CÉROM

Domaine : Phytogénétique
Spécialité : Génétique des oléoprotéagineuses
Porteur de projet : Louise O’Donoughue
Collaborateur(s) interne(s) : Tanya Copley
Collaborateur(s) externe(s) : Valerio Hoyos-Villegas (Université McGill)
Source de financement : Agriculture et Agroalimentaire Canada et L’Alliance de recherche sur les cultures commerciales du Canada (Grappe Agroscientifique 2013-2018, 2018-2023), Génome Canada et Génome Québec ; The Soyagen Project
Durée : 2013-2023
Culture : Soya
Pays : Canada
Statut : Terminé

PROJETS

Le nématode à kystes du soja (Heterodera glycines, synonyme NKS) est le ravageur le plus nuisible du soya dans le monde, causant des pertes estimées de plus de 880 millions de dollars (USD) annuellement depuis 2015 dans le nord des États-Unis et en Ontario (Crop Protection Network). La gestion du NKS se fait par la rotation des cultures avec des plantes non hôtes et l’utilisation de variétés de soja résistantes. Actuellement, environ 95 % des variétés résistantes contiennent une seule source de résistance provenant de PI 88788. En raison de la surexploitation de cette source, la résistance se dégrade aux États-Unis, ainsi que dans plusieurs champs en Ontario et au Québec. En conséquence, il est urgent de développer des variétés avec des sources de résistance alternatives afin de fournir aux producteurs canadiens des options alternatives pour prévenir l'effondrement de la résistance. Ce projet vise à développer de nouvelles variétés de soya à courte saison (MG 0 à MG 000) portant la résistance provenant de neuf nouvelles sources de résistance, et à confirmer leur résistance aux types Hg 0 et Hg 2.5.7 du NKS. Ces types Hg sont actuellement les types Hg prédominants au Canada, et le développement de nouvelles variétés résistantes à ces types Hg offrira donc aux producteurs de soya canadiens des sources de résistance alternatives au PI 88788 et contribuera à maintenir l'efficacité des variétés de soya résistantes. Pour développer les variétés, la prédiction génomique sera utilisée pour prédire les meilleurs croisements. Les croisements subiront ensuite une sélection assistée par marqueurs pour éliminer les lignées non résistantes, et les lignées avancées présentant des traits agronomiquement supérieurs seront soumises à un phénotypage contre les deux types Hg.

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