Numéro #183

21 octobre 2005

Génétique et prairies (2e partie)

Les marqueurs moléculaires : quelles utilisations possibles en cultures fourragères ?

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Au cours des dix dernières années le CLO-DvP a acquis une expérience dans le domaine de l'utilisation des marqueurs moléculaires chez les ray-grass. Les applications concernent : (1) l'étude de la diversité génétique et la caractérisation des ressources génétiques, (2) la sélection assistée par marqueurs moléculaires et (3) l'estimation de l'identité génétique du matériel de sélection et des variétés. Ces applications sont illustrées par des résultats obtenus dans différents projets de recherche de notre institut chez les ray-grass.
Notamment, la technologie AFLP a été capable de distinguer la structuration génétique spatiale parmi 80 populations d'une collection européenne. Cependant, cette différenciation était en partie masquée par la vaste variation génétique au sein des accessions. Par ailleurs, des distances génétiques obtenues par marqueurs AFLP ont pu être utilisées comme prédicteur de la performance hétérotique de ray-grass hybrides.
L'analyse QTL a révélé 4 régions impliquées dans la résistance à la rouille couronnée, situées sur 2 chromosomes et expliquant 45% de la variance phénotypique. Ces régions montrent des homologies avec les gènes de résistance à la rouille couronnée et à la rouille de la feuille chez d'autres graminées. La sélection pour la résistance à la rouille par ces marqueurs ADN a donné un meilleur résultat que la sélection phénotypique. La combinaison des sélection phénotypique et par marqueurs serait encore plus efficace. Une stratégie pour l'application de la sélection assistée par marqueurs moléculaires pour le rendement et la qualité du ray-grass italien est aussi expliquée.
Les Lolium perenne, L. multiflorum et L. hybridum ont pu être différenciés en utilisant de simples marqueurs RAPD spécifiques. L'analyse par marqueurs AFLP a montré qu'une déviation génétique liée au régime de coupe avant la production de semences d'une variété de ray-grass d'Italie est improbable. L'utilité des marqueurs moléculaires comme complément ou alternative aux tests de distinction basés sur des caractères morphologiques a été démontrée. Une méthode stricte d'analyse moléculaire de description de la parenté entre populations de ray-grass allogames a procuré un modèle qui devrait permettre de créer un protocole pour l'évaluation de cas possibles "d'essentielle dérivation" parmi les variétés de ray-grass commercialisées.

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Molecular markers : of what use in forage crops ?

The following are applications of molecular markers : 1) study of the genetical diversity and characterization of genetic resources ; 2) assistance in cultivar breeding ; 3) estimation of the genetical identity of breeding material and of cultivars.
Some of the results obtained on the ryegrass by CLO-DvP (Belgium) are presented here. It has been possible, thanks to AFLP technology, to distinguish the spatial genetic structures of 80 populations from a European collection. The genetic distances thus obtained have been used to predict the heterotic performance of hybrid ryegrasses. The QTL analysis of resistance to crown rust showed that 4 regions are implied, located on 2 chromosomes, and explaining 45% of the phenotypic variation. Breeding with the help of these DNA markers gave better results than phenotypic breeding, but combining the two methods would be even more efficient. Also explained is the strategy for improving the yield and the quality of Italian Ryegrass with the help of genetic markers. Various ryegrasses, belonging to Lolium perenne, L. multiflorum and L. hybridum, could be differentiated through simple specific RAPD markers. An analysis by AFLP markers showed that a genetic shift due to the cutting of a stand of an Italian ryegrass cultivar before seed production is unlikely. It has been shown that the molecular markers are complementary to the morphological distinction tests. A method for describing relatedness among allogamous ryegrass populations by molecular analysis should make it possible to set up a standardized design for evaluating possible cases of ‘essential derivation’ among ryegrass cultivars.

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