CONTROLE GENETIQUE DE LA RECOMBINAISON HOMEOLOGUE CHEZ LES HAPLOIDES DE COLZA (BRASSICA NAPUS L.) - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

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.
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Citer

Stéphane D. Nicolas. CONTROLE GENETIQUE DE LA RECOMBINAISON HOMEOLOGUE CHEZ LES HAPLOIDES DE COLZA (BRASSICA NAPUS L.). Génétique des plantes. Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Rennes, 2007. Français. ⟨NNT : 2006NSARH069⟩. ⟨tel-01689186⟩
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