Conclusion

Un résultat important de ce travail est la confirmation de la position « admixture » d‟une partie des accessions de tomate cerise. La distinction entre les deux types de S.

lycopersicum est basée sur la taille du fruit mais cette structure n‟est pas complètement

conservée au niveau génotypique. Les tomates de type cultivé, possédant des gros fruits, forment un groupe différencié. Les accessions de type cerise suivent deux patrons de structuration différents. Une première partie forme un groupe différencié, relativement proche du groupe cultivé à gros fruits, alors que l‟autre partie se distribue entre les accessions sauvages et les accessions cultivées. Cette structuration de la diversité témoigne de deux histoires évolutives différentes qui conduisent à un même type botanique.

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Figure 3-9. Représentativité génétique de la « core collection » de 96 accessions. Les

différents groupes sont ceux indiqués dans la figure 3 de l‟article. Les carrés blancs représentent la population D, les carrés noirs représentent la population C, les triangles blancs représentent la population A et les triangles noirs représentent la population B. Les points rouges représentent les individus sélectionnés dans la « core collection » de 96 accessions (seulement les 92 accessions appartenant à la série Eulycopersicon).

Les accessions en « admixture » entre espèce cultivée et espèce sauvage sont représentées, à la fois, par des accessions collectées dans la région des côtes andines et par des accessions cultivées. N‟ayant aucune information de pedigree sur ces dernières, ces

accessions peuvent avoir deux origines différentes issues de l‟amélioration moderne. Il peut s‟agir d‟accessions sauvages, fixées par la sélection variétale, ou d‟individus issus de croisement synthétique entre S. pimpinellifolium et S. esculentum et qui sont sortis du schéma de sélection traditionnel, pour donner une variété à part entière. Qu‟ils soient naturels ou artificiels, les évènements de recombinaison qui ont formé ce patron de diversité chez les accessions de type cerise, ont été fixés par l‟autogamie prédominante et par les autofécondations successives liées au maintien de ces accessions dans la collection de ressources génétiques. La position intermédiaire entre sauvage et cultivé n‟est vérifiée que pour une partie des accessions de type cerise et il est maintenant important de vérifier si la diversité identifiée est suffisante pour réaliser des études d‟association. Pour cela, la prochaine partie s‟intéresse à un QTL caractérisé par clonage positionnel dans le laboratoire. Le fait d‟avoir un a priori sur la région va permettre de vérifier les conditions d‟utilisation de l‟échantillon en vue de détecter le polymorphisme causal.

Chapitre 4 : Utilisation de la diversité naturelle chez la

tomate en vue d’identifier le polymorphisme causal d’un

QTL cloné

4.1. Introduction

Le clonage positionnel d‟un QTL aboutit rarement à l‟identification précise du polymorphisme causal. L‟exemple de fw2.2 montre bien que le QTL isolé dans une population biparentale ne peut pas facilement être simplifié au polymorphisme causal (Nesbitt and Tanksley 2002). Ces polymorphismes sont facilement identifiés s‟ils influencent directement la fonction d‟une protéine en modifiant la séquence en acides aminés (mutation non synonyme) ou en créant une protéine tronquée (mutation créant un codon stop) (Fridman, Carrari et al. 2004; Lippman, Cohen et al. 2008).

Les QTL impliqués dans la variation de caractères sélectionnés lors de la domestication des plantes sont majoritairement des locus où la fonction des protéines n‟est pas modifiée mais où des mécanismes de régulation modifient l‟expression des gènes (Hirano, Eiguchi et al. 1998; Carroll 2000; Clark, Linton et al. 2004). Chez la tomate, la plupart des QTL décrits, impliquent des modifications de la régulation de différents gènes (Paran and van der Knaap 2007). C‟est notamment le cas pour fw2.2.

En 2004, l‟équipe « Bases Génétiques et Moléculaires de la Qualité des Fruits » de l‟unité GAFL, s‟est lancée dans le clonage positionnel d‟un QTL contrôlant le nombre de loges chez la tomate. Ce QTL, appelé lcn2.1, a été cartographié sur le chromosome 2 dans la population issue le croisement intra-spécifique développée à Avignon : Cervil (C) x Levovil, (L). Comme nous l‟avons déjà vu dans le chapitre 1, ce locus est responsable du passage de deux loges dans les fruits de l‟accession de type cerise (C) à trois loges et plus dans les fruits de l‟accession de type moderne (L). Ce QTL a déjà été décrit dans des études précédentes et co-localise avec un QTL de poids de fruit. En effet, en augmentant le nombre de loges dans le fruit, ce locus est aussi impliqué dans l‟augmentation de la taille de celui-ci (Lippman and Tanksley 2001).

Figure 4-1. Différences phénotypiques de fruit de tomate en fonction du nombre de loge et locus impliqués dans les différences de phénotype. Les deux QTL du nombre de

carpelle explique la plus grande part de variation pour ce caractère. Le poids du fruit est aussi contrôlé par des QTL (FW) ayant un rôle uniquement dans l‟augmentation de la masse.

2 loges : S. pimpinellifolium

S. l. cerasiforme

S. l. esculentum

3-4 loges : S. l. cerasiforme

S. l. esculentum

Plus de 6 loges :

S. l. esculentum

Ce QTL n‟explique pas la plus grande part de la variation du caractère mais il interagit fortement avec fas qui, lui, explique près de 37% de la variation (Barrero and Tanksley 2004). Ce dernier est responsable du phénotype fascié. Ce phénotype extrême est présent chez les accessions de tomate cultivée présentant un nombre de loges supérieur à 6. Le QTL lcn2.1, qui agit sur un caractère différenciant la tomate moderne de son ancêtre S. l. cerasiforme, est potentiellement impliqué dans la domestication de cette espèce. Le QTL fas, qui différencie uniquement certaines accessions de l‟espèce cultivée, a dû apparaître après la domestication (Figure 4-1). Le QTL fasciated a récemment été cloné. Il s‟agit d‟un facteur de transcription de la famille des YABBY, déjà identifié dans d‟autres espèces comme intervenant dans la modification du nombre d‟organes (Cong, Barrero et al. 2008).

Le clonage positionnel a débuté par une étude de cartographie fine des QTL localisés sur le chromosome 2. Celle-ci a permis de générer deux lignées quasi-isogéniques, différant uniquement au niveau de la région d‟intérêt (Lecomte, Saliba-Colombani et al. 2004). Ces lignées ont servi de parents à une nouvelle population de cartographie. Lorsque les travaux de cette thèse ont débuté, la cartographie haute résolution avait permis d‟identifier un BAC (Bacterial Artificial Chromosome) qui contenait le locus (Tricon 2005). Une annotation de ce BAC, ainsi que l‟étude de la micro-synténie avec A. thaliana a permis d‟identifier

LeWUSCHEL comme gène candidat potentiel. Ce gène a été caractérisé chez A. thaliana

comme un régulateur de la transcription, intervenant dans le maintien de l‟identité des cellules méristématiques au niveau des bourgeons apicaux (Mayer, Schoof et al. 1998). La co-localisation entre LeWUSCHEL (LeWUS) et lcn2.1 avait déjà été décrite auparavant chez la tomate (Barrero, Cong et al. 2006), mais aucune modification de l‟expression de ce gène n‟a été identifiée entre des cultivars phénotypiquement différents pour le nombre de loges.