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1. Effet des diffusions et de la sélection sur l'organisation de la diversité génétique chez le maïs

 

1.1 Nature des polymorphismes moléculaires au sein des collections génétiques

Les nouvelles technologies de reséquençage et de génotypage à haut débit révolutionnent les approches de génétique. Nous participons à ce nouveau challenge en contribuant au développement de nouvelles méthodes et de nouveaux outils tels que :

  • Le développement de la 1ère puce 50k SNP maïs dans le cadre d'un consortium international (Ganal et al., 2011, Plos One). Cette puce a ensuite été utilisée par notre équipe pour génotyper environ 1200 lignées,  250 populations traditionnelles et 230 lignées hautement recombinantes.
  • La découverte de nouveaux polymorphismes de type SNP, Indels ou de polymorphismes plus complexes tels que les variants structuraux en collaboration avec l'équipe ABI et GEAR du laboratoire. Pour découvrir ces polymorphisme, nous avons réalisé un reséquençage à forte profondeur de 5 lignées incluant  la lignée française Fv2 (projets Amaizing et CNV-maize) et de 120 lignées à plus faible profondeur (projets Amaizing, http://www.amaizing.fr/, et Cornfed)

 

1.2 Rôle de l'histoire et de la sélection moderne sur l'organisation de cette diversité

Notre objectif est d’étudier dans quelle mesure l’évolution et la sélection moderne façonnent la diversité génétique.

  • Après avoir travaillé sur l’origine des variétés de maïs traditionnelles européennes (Tenaillon & Charcosset, 2011, C R Biol), nous avons étendu nos travaux à l’Afrique et l’Asie dans le cadre d'une collaboration internationale (Generation Challenge Program). Plus de 800 variétés traditionnelles ont été génotypées pour estimer la contribution des principaux groupes génétiques américains à la diversité mondiale et identifier des zones d’hybridation et de différenciation (Mir et al., 2013, Theor Appl Genet).
  • L’analyse moléculaire de lignées représentatives a permis de mettre en évidence l’émergence de nouveaux groupes génétiques résultant de la sélection moderne (Truntzler et al., 2012, Theor Appl Genet).

 

1.3 Conséquences sur le déséquilibre de liaison, modélisation et applications

Au sein de nos collections, nous cherchons à estimer la portée du déséquilibre de liaison (DL) et sa variation le long du génome afin de quantifier l'impact de la structuration génétique sur le DL.

  • Dans un panel de 375 lignées, le DL moyen est relativement étendu (197 kb pour un R2 de 0,1) et il est amplifié par la structure génétique de la population (Bouchet et al., 2013, Plos One). Ces résultats confirment la nécessité de prendre en compte la structure de la population et l’apparentement dans les différents modèles de génétique d’association (Veyrieras et al., 2007b, Crop Sci; Mezmouk et al., 2011, Theor Appl Genet)

Nous évaluons des méthodes et outils pour la reconstruction d’haplotypes. Nos résultats montrent que les lignées peuvent partager de longues régions identiques par descendance, notamment au niveau des centromères (stage M2, H. Giraud 2012, coll. B. Servin et B. Mangin, INRA Toulouse).