Etude des co-associations entre SSC, TA et les teneurs en acides et sucres

Une analyse de certains composés (sucres et acides) issus des mesures du métabolome réalisées au Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie à Golm (Potsdam, Allemagne) a permis de vérifier s‟il existait des co-associations entre la composition en sucres et acides avec les caractères acidité titrable et teneur en solides solubles. Etant donné que les mesures ont été réalisées de façon relative par rapport à un témoin interne, aucune information n‟est disponible quant à la concentration réelle des composés par rapport au poids de matière fraîche du fruit.

Tout d‟abord, aucune association n‟est identifiée avec la teneur en malate. Les fragments TD086 et TD278, identifiés lors des études d‟association avec l‟acidité titrable, montrent des associations avec la quantité de citrate mais les p-values ne résistent pas à la correction pour les tests multiples. Des résultats équivalents sont obtenus pour le fragment TD094 qui se localise au niveau du QTL d‟acidité titrable TA2.1, identifié dans la population Cervil x Levovil mais pas dans notre analyse.

Certains marqueurs entourant lcn2.1 (TD047, TD133 et TD120) sont associés statistiquement à la quantité de glucose (p-value < 0.05). Les marqueurs TD387 et TD380 sont, eux aussi, associés à la quantité de glucose mais ces résultats sont sans doute dus à un effet de dilution de la matière sèche (et donc des sucres) dans des fruits de calibre important (corrélation négative entre SSC et FW). Dans les différentes populations de cartographie analysées, les QTL de teneur en sucres co-localisent souvent avec des QTL du poids du fruit (Prudent, Causse et al. 2009). Le polymorphisme TD047-274, associé à la quantité de glucose, est le même que celui associé à la teneur en solides solubles. Ce polymorphisme n‟est plus associé à la teneur en glucose lorsqu‟on étudie 201 accessions.

Les concentrations en glucose sont fortement corrélées aux teneurs en fructose, il n‟est donc pas aberrant de retrouver les mêmes marqueurs associés avec les deux caractères. On retrouve des associations (p-value < 0.05) avec les fragments TD047, TD133 et TD120 qui se localisent dans la même région physique (environs 100 Kb). On retrouve aussi les fragments TD380 et TD387 qui témoignent, là aussi, d‟un effet antagoniste entre la teneur en sucre et le poids du fruit. Ces trois marqueurs restent associés à la teneur en fructose lorsqu‟on analyse 201 accessions. Le fragment TD140, identifié dans l‟article (aldose-1-épimérase), présente lui aussi une association avec la teneur en fructose.

Normalement très peu de saccharose est retrouvé dans les fruits mûrs car ce sucre complexe est dégradé en glucose et fructose pour alimenter les voies énergétiques du fruit en croissance (Prudent, 2008). Nous avons quand même testé l‟association entre les quantités relatives de saccharose chez les 90 accessions et les polymorphismes. De nombreux polymorphismes sont associés à la teneur en saccharose (153 polymorphismes sur 345 présentent une p-value corrigée inférieure à 0.005). Ces résultats aberrants témoignent d‟un biais dans la méthode de dosage du saccharose, étant donné que de tels résultats n‟ont été observés que pour ce caractère.

La figure 5-7 présente une comparaison des QTL détectés sur la population Cervil x Levovil et par génétique d‟association sur la « core collection ». La majorité des QTL sont identifiés par les deux approches. Il est fort probable qu‟en densifiant encore le chromosome en polymorphisme, les études d‟association permettront d‟identifier un plus grand nombre de QTL étant donné que la diversité utilisée est beaucoup plus grande.

5.4. Conclusion

Le développement et l‟utilisation de « core collection » est un choix stratégique efficace dans la recherche de polymorphisme en vue d‟identifier des locus impliqués dans la variation de caractères quantitatifs. Dans le cas de populations cultivées présentant très peu de polymorphismes, il semble intéressant de caractériser des accessions présentant un patron de diversité en mélange entre l‟espèce cultivée et l‟espèce apparentée sauvage. De telles accessions peuvent être rencontrées dans des zones sympatriques où il y a recouvrement de l‟écosystème naturel des espèces sauvages et des zones de culture de l‟espèce. Cette étude d‟association est encourageante car, la plupart des QTL identifiés dans la population issue du croisement intra-spécifique, ont été retrouvés. Cette étude a notamment permis d‟identifier de nouveaux polymorphismes candidats expliquant une part de la variation de caractères liés à la qualité du fruit. Cette étude a aussi permis de valider la méthode statistique d‟association la plus pertinente : modèle Q+K sachant que cette méthode peut être utilisée sur d‟autres échantillons. Si l‟étendue du déséquilibre de liaison identifié sur le chromosome 2 peut être inféré à tout le génome, alors une analyse de type Genome Wide Analysis pourra être réalisée avec une résolution relativement fine. Jusqu'à maintenant les freins à de telles analyses étaient le coût d‟identification des polymorphismes moléculaires et le coût de génotypage des polymorphismes identifiés, sur de grandes populations. L‟arrivée sur le marché des

technologies de re-séquençage ou « Next-Generation Sequencing Technologies » permettent déjà d‟obtenir, en peu de temps et pour un coût tout à fait raisonnable, une quantité conséquente de polymorphismes qui pourront être testé en association.

TG033 TG451 TG554 TG014 54 46 35 0 67 83 85 95 112 143 118 TG308 CT038 TG454 TG484 TG463 TG337 TG502 TG167 TG141 ta2.1 dmw2.1 brx2.1 sug2.1, fw2.1 lcn2.1 fw2.3, brx2.2, L*2.1 fw2.2, ta2.2, dmw2.3, sugs2.2, b*2.2 ela2.1 cit fw fw lcn, fw, brx, glu, fru, b* fw, brx, fru, L*, ta, cit

fw, brx, glu, fru, b*, ta, cit, fir

fw

Figure 5-7. Comparaison des QTL identifiés par cartographie génétique et par études d’association sur le chromosome 2. Les QTL identifiés par cartographie génétique dans la

population issue du croisement Cervil x Levovil sont indiqués à gauche du chromosome. Les QTL détectés par association sur la collection de 90 accessions de tomate sont indiqués à droite du chromosome. Les QTL sont nommés de la façon suivante : ta = acidité titrable, dmw = poids de matière sèche, brx = teneur en solides solubles, sug = teneur en sucres totaux, lcn = nombre de loges, L* a* b* = composantes colorimétriques, ela = élasticité, cit = teneur en citrate, glu = teneur en glucose, fru = teneur en fructose, fir = fermeté. Les QTL liés au citrate ne sont plus significatifs après correction pour tests multiples. Les distances indiquées pour les marqueurs sont celles de la carte génétique de référence (Expen2000).

Chapitre 6 : Modélisation de l’histoire évolutive de la