GENETIC CONTROL OF HOMEOLOGOUS RECOMBINATION IN OILSEED RAPE HAPLOID (BRASSICA NAPUS L.)
CONTROLE GENETIQUE DE LA RECOMBINAISON HOMEOLOGUE CHEZ LES HAPLOIDES DE COLZA (BRASSICA NAPUS L.)
Résumé
Natural biodiversity and beneficial chromosome rearrangements are an underexploited sustainable
resource that can be used to enrich the genetic basis of cultivated plants. A lot is still to be done to
make a more efficient use of these vast reservoirs of variation. This process is related to meiosis and
recombination between related but divergent genomes. In this study, I have genotyped progenies of
haploid × euploid B. napus with molecular markers and analyzed the rate and nature of
chromosomal rearrangements originating at meiosis in two haploid genotypes (n=19) that display
very different meiotic behavior at metaphase I. I show that a high number of chromosomal
rearrangements occur during meiosis of B. napus haploid and are transmitted by FDR-like
unreduced gametes to their progeny; most of these rearrangements are produced by crossing-overs
that occur preferentially between regions of primary homeology(Muller), but may also take place
between other duplicated regions showing intragenomic or intergenomic homology. I show that the
two haploid genotypes display sharp differences of meiotic “homeologous” recombination and that
the two genomes of B. napus are differentially affected by rearrangements, which suggests that
some rearrangements are counter-selected. Finally I show that the rate of chromosomal reshuffling
varies within and among chromosomes. All my results echo to broader questions that include the
role of: (i) crossing-overs in generating chromosomal rearrangements in (poly-)haploids and
interspecific hybrids, (ii) unreduced gametes and (poly-)haploids to foster evolution of polyploid
genomes and (iii) chromosomal rearrangements to improve adaptability and breeding.
Valoriser les gènes d’intérêt présents au sein des espèces sauvages apparentées aux espèces
cultivées et/ou exploiter le polymorphisme structural susceptible d’exister au sein des génomes
polyploïdes implique de mieux comprendre quels sont les facteurs génétiques et structuraux
contrôlant les échanges entre des génomes apparentés (homéologues) et comment ils (inter-
)agissent. Pour répondre à ces questions, j’ai développé une stratégie originale permettant
d’analyser la fréquence et la nature des remaniements structuraux qui surviennent au cours de la
méiose de plantes haploïdes (AC, n=19) de colza (Brassica napus) présentant des comportements
méiotiques très contrastés. J'ai d’abord montré que les gamètes fonctionnels produit par un haploïde
de colza sont très majoritairement des gamètes non-réduits de type FDR, que ces gamètes
transmettent pratiquement l’intégralité des réarrangements structuraux générés au cours de la
méiose et que la plupart de ces remaniements résultent de crossing-overs qui se réalisent de façon
privilégiée entre les régions homéologues, mais qui peuvent également se former entre des régions
para(homéo)logues. J’ai alors montré que les différences de comportement méiotique observées
entre génotypes haploïdes en Metaphase I reflètent des différences de fréquence de recombinaison.
J’ai observé que les remaniements affectent différemment les génomes A et C, ce qui suggère qu’il
pourrait y avoir une sélection contre certains d’entre eux. J’ai enfin montré que la fréquence de
remaniements varie d’un groupe de liaison à l’autre (cela dépend du génotype haploïde) et en
fonction de la position sur les groupes de liaison. Mes travaux amènent à s’interroger plus
largement sur le rôle (i) de la recombinaison dans la production des remaniements chromosomiques
chez les haploïdes et plus largement les hybrides interspécifiques (ii) des gamétes non réduits et des
haploïdes dans la dynamique des génomes polyploïdes, (iii) des remaniements chromosomiques
dans l’adaptation des plantes et dans les programmes d’amélioration.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)