Quraishi Umar Masood

Le blé est la première source de protéines dans les pays en voie de développement. La production du blé dans le monde doit croître de près de 25% dans les 15 prochaines années pour faire face à l’évolution démographique. Il est donc important de travailler sur l’amélioration variétale par l’identification des déterminants génétiques des caractères d’intérêt agronomique liés au rendement sans perte intrinsèque de qualité (teneur en protéines) ou valeur santé et technologique (valeur boulangère) et cela dans une perspective d'agriculture durable, plus respectueuse de l'environnement (notamment via l’optimisation de l’assimilation de l’azote).

Le but de cette thèse est de faire l’inventaire exhaustif des connaissances en génétique et génomique liées à l’ensemble de ces caractères quantitatifs afin d’identifier les régions chromosomiques les plus pertinentes chez le blé tendre porteuses de QTL ‘majeurs’ (i.e. génotype et environnement-indépendants) en vue de leur clonage.

Afin d’identifier clairement les régions du génome qui pourraient être impliquées dans ces caractères liés au rendement et la qualité du grain dans plusieurs contextes génotypiques, nous avons réalisé une analyse meta-QTL. Nous avons recensé 302 QTLs impliqués dans le rendement en relation avec la remobilisation de l’azote, la teneur en protéine du grain, la valeur boulangère et technologique ainsi que la valeur santé. Ainsi, 22 meta-QTL (8 de rendement, 8 de teneur en protéine du grain et 6 de valeur boulangère) ont été mis en évidence. La grande majorité de ces QTL ont pu être reliés aux gènes majeurs de développement impliqués dans la photopériode et la vernalisation notamment.

Les caractères de teneur en fibres du grain (valeur qualité et santé) et l’assimilation de l’azote (composante du rendement) ont été choisis en vue de l’identification de gènes candidats pour les QTL majeurs associés. L’analyse de la synténie entre le génome du blé tendre et les génomes séquencés à ce jour du riz, du sorgho, du maïs et de brachypodium a permis de développer des outils (interface web de génomique comparée chez les céréales) et des ressources (marqueurs COS pour Conserved Orthologous Set) pour le clonage par synténie de ces QTL.

Concernant la teneur en fibres du grain de blé, les approches combinées meta-QTL et génétique d’association à l’échelle du génome ont permis d’identifier 3 régions génomiques majeures pour lesquelles 11 gènes candidats ont été étudiés. Concernant l’assimilation de l’azote un QTL conservé en position d’orthologie chez les céréales a été cloné par l’approche classique de clonage positionnel et un gène identifié est en cours de validation fonctionnelle.