GENOPARFUM : Création de ressources et d'outils moléculaires pour la mise en place d'une stratégie de sélection sur la lavande.

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moléculaires pour la mise en place d’une stratégie de sélection sur la lavande.

Berline Fopa Fomeju, D. Brunel, A. Bérard, Jean-Baptiste Rivoal, P. Gallois, Marie-Christine Le Paslier, J.P. Bouverat-Bernier

To cite this version:

Berline Fopa Fomeju, D. Brunel, A. Bérard, Jean-Baptiste Rivoal, P. Gallois, et al.. GENOPARFUM : Création de ressources et d’outils moléculaires pour la mise en place d’une stratégie de sélection sur la lavande.. Innovations Agronomiques, INRAE, 2020, 79, pp.147-158. �10.15454/1vvd-sd23�. �hal- 03098019�

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GENOPARFUM : Création de ressources et d'outils moléculaires pour la mise en place d'une stratégie de sélection sur la lavande

Fopa Fomeju B.^1,2, Brunel D.², Bérard A.², Rivoal J-B.³, Gallois P.¹, Le-Paslier M-C.², Bouverat-Bernier J-P.¹

1 Iteipmai, Melay BP 80 009, F-49120 Chemillé-en-Anjou

2 US1279 Etude du Polymorphisme des Génomes Végétaux (EPGV), INRAE, Université Paris-Saclay, F-91000 Evry

3 CRIEPPAM, Les Quintrands, Route de Volx, F-04100 Manosque

Correspondance : berline.fopa-fomeju@iteipmai.fr ; marie-christine.le-paslier@inrae.fr

Résumé

La lavande fine (Lavandula angustifolia) et le lavandin (Lavandula x intermedia) sont des espèces emblématiques de la France et présentent un fort intérêt économique. Grâce à la réduction des coûts des technologies de séquençage et au développement d’outils de bio-informatique adaptés, l’iteipmai, avec l’aide de ses partenaires (INRAE, CRIEPPAM et CNPMAI), a pu mettre en place un projet de développement d’outils moléculaires sur la lavande et le lavandin afin d’améliorer l’efficacité des programmes de sélection. Ainsi, le projet GenoParfum a été mis en place pour créer des ressources génomiques nécessaires au développement de ces nouvelles stratégies en utilisant les dernières technologies de séquençage haut débit.

Cet objectif général se décline en trois axes : (i) développer un catalogue de gènes de référence de lavande, (ii) identifier du polymorphisme de type SNP (Single Nucleotide Polymorphism) pour la lavande et le lavandin et (iii) tester la validité de ce polymorphisme dans le cadre d’une analyse de diversité génétique (variétés clonales et populations naturelles de lavande). Cet article présente les travaux conduits dans l’axe 3 (les résultats des axes 1 et 2 sont présentés dans un article associé : Fopa Fomeju et al., 2018).

Une approche de séquençage en mélange a été utilisée pour étudier le polymorphisme de type SNP dans 21 populations naturelles issues de 6 régions géographiques du sud-est de la France et nord- ouest de l’Italie. Ces populations ont été prélevées à des altitudes allant de 200m à 1500m. A ces populations, 3 variétés populations sélectionnées (Rapido, Carla et Saralia) ont été ajoutées.

Les résultats ont indiqué une structuration de la diversité génétique selon l’origine géographique des populations et non selon l’altitude dans le panel étudié. Le taux de polymorphisme dans les populations améliorées était similaire à celui observé dans les populations naturelles. Cette approche a également permis de mettre en évidence la pertinence des outils moléculaires pour la gestion des ressources génétiques.

Les résultats obtenus seront exploités pour la constitution d’une core-collection pour amorcer des études de génétique d’association et pour identifier des marqueurs associés à des traits agronomiques d’intérêt pour la lavande et le lavandin.

Mots-clés : Lavande, lavandin, lavandula, marqueurs moléculaires, génomique, SNP, distances génétiques.

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148 Innovations Agronomiques 79 (2020), 147-158

Abstract: GENOPARFUM: Creation of resources and molecular tools for the implementation of a selection strategy on lavender

Fine lavender (Lavandula angustifolia) and lavandin (Lavandula x intermedia) are emblematic species of France and of great economic interest. Thanks to the cost reduction of sequencing technologies and to the development of suitable bioinformatics tools, Iteipmai, with the help of its partners (INRAE, CRIEPPAM and CNPMAI), was able to set up a project to develop molecular tools on lavender and lavandin, in order to improve the efficiency of breeding programs. Thus, the GenoParfum project was set up to create the genomic resources necessary for the development of these new strategies using next-generation sequencing technologies.

This general objective is declined in three axes: (i) to develop a catalog of reference lavender genes, (ii) to identify SNP (Single Nucleotide Polymorphism) polymorphism for lavender and lavandin and (iii) to test the validity of this polymorphism within the scope of an analysis of genetic diversity (clonal varieties and natural populations of lavender). This article presents the work carried out in axis 3 (the results from axes 1 and 2 are presented in an associated article (Fopa Fomeju et al., 2018)).

A pooled sequencing approach was used to study SNP-type polymorphism in 21 natural populations from 6 geographic regions of southeastern France and northwestern Italy. These populations were collected at altitudes ranging from 200 meters to 1500 meters. To these populations, 3 population varieties selected by Iteipmai (Rapido, Carla and Saralia) were added.

The results indicated that genetic diversity was structured according to the geographical origin of the populations and not according to their altitude. The rate of polymorphism in improved populations was similar to that observed in natural populations. This approach also made it possible to highlight the relevance of molecular tools for the management of genetic resources.

The results will be used to build a core collection to initiate association genetics studies and to identify markers associated with agronomic traits of interest to lavender.

Keywords: Lavender, lavandin, lavandula, molecular markers, genomic, SNP, genetic distances.

Introduction Contexte

La lavande fine (Lavandula angustifolia) et le lavandin (Lavandula x intermedia) sont des espèces emblématiques de la France et présentent un fort intérêt économique. Elles sont cultivées pour leurs huiles essentielles dont les caractéristiques odorantes et leurs principes actifs sont exploités dans la parfumerie, la cosmétique, l’aromathérapie, et les industries (agro-alimentaire, chimie, etc.) (Cavanagh et Wilkinson, 2002). Résistant bien aux hivers froids et aux étés chauds et secs, ces cultures permettent également de valoriser les terres des zones montagneuses du sud-est de la France où peu d’alternatives culturales sont possibles. La filière lavandicole bénéficie actuellement d’une forte expansion (+15 % des surfaces entre 2012 et 2016) (FranceAgriMer, 2016). Pour supporter cette filière, un des éléments importants est de disposer de matériel végétal adapté aux besoins du marché et aux contraintes de production. En France, des variétés clonales (lavande, lavandin) et des variétés populations (lavande) ont été développées pour avoir des variétés à haut rendement, avec des profils en huiles essentielles conformes aux standards du marché, et des caractéristiques de tolérance aux stress biotiques (principalement le phytoplasme du Stolbur) et abiotiques (principalement la sécheresse) (Bouverat-Bernier, 2003). Avec le changement climatique, ces critères de sélection restent primordiaux et il faut poursuivre les travaux de sélection sur ces espèces.

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Afin d’optimiser les programmes de création variétale, des approches de sélection assistée par marqueurs ont été développées sur des espèces de grandes cultures et ont montré dans certains cas leur efficacité (Bernardo, 2016). La sélection assistée par marqueurs permet notamment :

- L'identification des facteurs génétiques responsables de traits phénotypiques,

- L'introgression / le cumul des polymorphismes favorables dans des variétés améliorées,

- A chaque cycle de sélection, l'évaluation au stade plantule d'une plus grande quantité de plantes, pour ne garder que les plus prometteuses pour l'évaluation phénotypiques ultérieure.

Peu étudiés par la communauté scientifique, la lavande et le lavandin n’ont pas bénéficié des progrès génétiques permis par l’utilisation de marqueurs moléculaires en création variétale. Grâce à la réduction des coûts des technologies de séquençage et au développement d’outils de bio-informatique adaptés, les outils de la génomique sont maintenant accessibles à des espèces « mineures » (Varshney et al., 2012). L’Iteipmai, avec l’aide de ses partenaires, a pu mettre en place un projet de développement d’outils moléculaires sur la lavande et le lavandin afin d’améliorer l’efficacité des programmes de sélection. Dans ce projet, il a été choisi de travailler sur la lavande comme espèce modèle car son génome est a priori moins complexe que celui du lavandin, qui est un hybride interspécifique.

Objectifs généraux du projet

Le projet GenoParfum a été mis en place pour créer des ressources génomiques nécessaires au développement de stratégies de sélection assistée par marqueurs. Cet objectif général se décline en trois actions :

- Développer un catalogue de gènes de référence de lavande,

- Identifier du polymorphisme de type SNP (Single Nucleotide Polymorphism) pour la lavande et le lavandin,

- Tester la validité de ce polymorphisme dans le cadre d’une analyse de diversité génétique (variétés clonales et populations naturelles et améliorées de lavande).

Les résultats concernant le développement des séquences de référence ainsi que l’analyse du polymorphisme et des distances génétiques entre les variétés clonales de lavandes et lavandins sont présentés dans un article publié dans BioRxiv (Fopa Fomeju et al., 2018). Nous présenterons ici les résultats de l’analyse du polymorphisme et des distances génétiques entre 24 populations naturelles et cultivées de lavandes.

Les partenaires de ce projet étaient :

- EPGV, US INRAE 1279 Etude du Polymorphisme des Génomes Végétaux Evry (91)

- Crieppam : Centre régionalisé interprofessionnel d'expérimentation en plantes à parfum, médicinales et aromatiques Manosque (04)

- Végépolys Valley (49) 1. Matériel et méthodes

1.1 Matériel végétal

Un total de 21 populations naturelles collectées par le Conservatoire National des Plantes Médicinales, Aromatiques et à Parfum (CNPMAI) entre 1996 et 2000 a été fourni par le CNPMAI (Tableau 1). Ces populations ont été collectées selon un guide de bonnes pratiques permettant de limiter le biais d’échantillonnage et de conserver au maximum la diversité génétique présente dans la population sauvage. Parmi ces 21 populations fournies, 19 avaient une origine géographique renseignée.

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Tableau 1 : Liste et origines associées des populations installées à Mévouillon.

Nom de la

population Région Département Altitude

(mètres)

Taille de la population à Mévouillon (nb

d’individus)

Nombre d'individus séquencés

00 LA 395 Provence-Alpes-Côte d'Azur Vaucluse 84 1400 40 20

99 LA 338 Provence-Alpes-Côte d'Azur Alpes Maritimes 06 1400 40 19

00 LA 429 Languedoc-Roussillon Aveyron 12 580 34 9

Saralia Variété améliorée 40 19

98 LA 202 Midi-Pyrénées Lot 46 260 7 5

97 LA 109 Ligurie Savona 700 40 18

96 LA 050 Rhône-Alpes Drôme 26 1000 40 19

99 LA 349 Provence-Alpes-Côte d'Azur Alpes Maritimes 06 850 16 15 00 LA 402 Provence-Alpes-Côte d'Azur Alpes-de-Haute-Provence 04 1000 40 16

96 LA 071 Rhône-Alpes Hautes-Alpes 05 940 40 20

96 LA 092 Rhône-Alpes Isère 38 600 40 19

00 LA 396 Provence-Alpes-Côte d'Azur Vaucluse 84 750 40 20

00 LA 389 Rhône-Alpes Drôme 26 380 13 12

00 LA 419 Provence-Alpes-Côte d'Azur Bouches-du-Rhône 13 630 40 19

97 LA 106 Ligurie Imperia 1475 41 19

96 LA 093 Rhône-Alpes Isère 38 625 40 18

97 LA 119 Piémont Cunéo 1650 40 12

00 LA 401 Provence-Alpes-Côte d'Azur Alpes-de-Haute-Provence 04 860 40 16

96 LA 037 non défini non défini non défini 40 20

CARLA 20/2 Variété améliorée 40 20

RAPIDO Variété améliorée 42 20

00 LA 316 non défini non défini non défini 40 20

00 LA 404 Provence-Alpes-Côte d'Azur Alpes-de-Haute-Provence 04 1500 41 20

00 LA 408 Provence-Alpes-Côte d'Azur Var 83 1020 40 20

Pour deux populations (00-LA-316 et 96-LA-087) l’information n’a pas été retrouvée dans les documents d’archives. Les populations d’origines connues ont été collectées dans 6 régions différentes du quart sud-est de la France et au nord-ouest de l’Italie. De plus, elles ont été collectées sur des sites situés à différentes altitudes (de 260 mètres à plus de 1600 mètres de hauteur). À ces populations naturelles ont été ajoutées les 3 variétés sélectionnées par l’Iteipmai (Rapido, Carla et Saralia).

Les 24 populations ont été implantées en 2014 sur la ferme expérimentale ARDEMA (association de recherche et de développement en montagne sèche, Mévouillon (26)). Lorsque c’était possible (selon la disponibilité des semences), 40 individus de chacune de ces populations ont été installés en ligne et entretenus selon un itinéraire de culture classique pour les lavandes.

1.2 Extractions ADN et séquençage

A la date du prélèvement (juin 2016), le nombre d’individus présents dans chaque population variait de 7 à 40 du fait (i) de la disponibilité du matériel à l’origine et (ii) de la pression sanitaire importante des périodes de sécheresse qui ont causé du dépérissement sur certains plants.

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De jeunes feuilles ont été prélevées sur les 20 premiers individus (ou moins lorsque l’effectif total de la population était inférieur à 20) de chaque population et conservées aussitôt dans de la carboglace, puis à -80°C jusqu’à utilisation.

Les feuilles ont été broyées directement dans leur contenant (sachets plastiques résistants) à l’aide d’un broyeur à billes manuel. Les extractions ADN ont été conduites individuellement en utilisant des kits d’extraction NucleoSpin Plant II mini (Macherey-Nagel, Düren, Germany), conformément aux recommandations du fabricant.

Après les extractions ADN individuelles, un mélange équimolaire a été réalisé afin de n’avoir plus qu’un échantillon par population et ainsi limiter les coûts de séquençage. L’objectif était que chacun des individus soit présent en quantité équivalente dans le mélange pour limiter les biais de représentativité de la population lors du séquençage.

Le séquençage des ADN a été réalisé par l’équipe INRAE EPGV (Etude du Polymorphisme des Génomes Végétaux, Evry (91)). Les bibliothèques d’ADN ont été préparées avec le kit TruSeq DNA Sample Preparation (Illumina Inc., San Diego, CA, USA) selon les recommandations du fabricant.

Les bibliothèques d’ADN ont été séquencées sur un séquenceur Illumina HiSeq 2500 ou sur HiSeq 4000 (selon l’équipement disponible) en lectures pairées (2 * 150pb).

1.3 Analyses des distances génétiques entre populations de lavande

Les travaux de l’axe 1 du projet ont permis de construire 8000 gènes de référence de lavande à partir du clone Maillette (Fopa Fomeju et al., 2018). Ce clone a été choisi comme référence du fait de sa large utilisation dans la filière (Tabouret-Herriot, 2015). Ces séquences de gènes ont été utilisées ici pour détecter des sites de polymorphisme SNP dans les populations de lavande. Tous les calculs ont été réalisés sur les serveurs du genotoul (INRAE, Toulouse (31)). Le détail du script utilisé est disponible sur demande.

Brièvement, les données de séquençage de chaque population ont dans un premier temps été nettoyées avec l’outil Trimmomatic (Bolger, Lohse, et Usadel, 2014) pour obtenir des données de haute qualité en éliminant les séquences des adaptateurs Illumina, les séquences de petites tailles (< 70 pb), et les lectures de faible qualité et/ou présentant des données manquantes.

Les données nettoyées ont ensuite été alignées sur les 8000 séquences de gènes de référence avec l’outil BWA-mem (Li et Durbin 2009). L’outil Popoolation (Kofler et al. 2011) a été utilisé pour détecter des sites de polymorphisme entre les populations et pour calculer les fréquences des différents allèles polymorphes dans les populations. Un filtre a été appliqué sur les SNP pour ne conserver que ceux qui étaient le mieux supportés par les données de séquençage (élimination des SNP détectés dans des régions représentées par un nombre de lectures de séquençage anormalement faible ou anormalement élevé par rapport à une valeur moyenne observée sur l’ensemble des séquences).

Les indices de différenciation (Fst) ont été calculés à l’aide de PoolFstats (Hivert et al., 2018) : les fréquences alléliques aux SNP identifiés ont été comparées entre les populations prises 2 à 2 et une matrice de valeur de Fst pour chaque paire de populations a été construite. Enfin, cette matrice de Fst a été utilisée pour construire un arbre des distances génétiques à l’aide de packages R (ape, adegent) afin d’obtenir une représentation graphique de la structuration des populations étudiées.

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2. Résultats et Discussion

2.1 Extractions ADN et séquençage

Les quantités d’ADN extraites ont en moyenne été très faibles (inférieures à 10 ng/µl ; Figure 1). Or, le succès en extraction ADN a un impact direct sur le succès en séquençage.

Une des hypothèses pouvant expliquer ces résultats est la mauvaise qualité du broyage : Le procédé choisi ici et testé pour la première fois dans nos conditions n’était certainement pas adapté à des feuilles de lavandes qui sont assez épaisses. De plus, la quantité de matériel prélevée et mise en sachet était peut-être trop importante, ayant pour conséquence une mauvaise qualité du broyage et la présence d’une quantité importante de métabolites secondaires (phénol par exemple) pouvant perturber l’extraction des ADN.

Le procédé de collecte et broyage des échantillons testé ici ne sera pas retenu pour les prochaines extractions ADN à partir de feuilles de lavande.

Du fait de la faible quantité des ADNs extraits, tous les individus n’ont pas pu être séquencés en mélange. Finalement, les pools ont été constitués de 5 à 20 individus (Tableau 1).

Figure 1 : Boxplot des concentrations ADN obtenues pour les 24 populations étudiées.

La ligne horizontale indique le seuil minimum de 10ng/µl attendu avec le kit d’extraction ADN utilisé.

2.2 Calcul des indices de différenciation

La taille du génome de la lavande a récemment été estimé à 870 mégabases (Mb) (Malli et al., 2019).

Dans notre étude, le séquençage a généré entre 128 millions et 214 millions de lectures par population, permettant de couvrir de 48 fois à 114 fois le génome dans chaque population. Cette donnée indique qu’il sera possible d’observer les allèles présents à des fréquences relativement faibles dans les populations. Après nettoyage des lectures de séquençage, 97% des données ont été conservées en moyenne, ce qui indique une bonne qualité du séquençage, malgré la faible quantité initiale d’ADN.

Pour chacune des populations, 5 à 10% des lectures de séquençage nettoyées ce sont alignées contre les séquences de référence construites dans l’axe 1 du projet. Ce résultat était attendu car les séquences de référence sont uniquement constituées de séquences de gènes et ont une taille cumulée de 21 Mégabases. Sachant que le génome de la lavande fait environ 870 Mb, les séquences de gènes construites dans ce projet représentent environ 3% du génome total. De ce fait, il n’est pas surprenant qu’une faible partie des lectures issues du séquençage des génomes complet des populations s’aligne contre les séquences de référence. Cependant, les valeurs de 5 à 10 % obtenues sont légèrement supérieures à l’attendu, ce qui pourrait être expliqué par la présence de séquences homologues dans le

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génome de la lavande. Cette hypothèse est soutenue par les conclusions issues de l’analyse du génome complet de la lavande (Malli et al., 2019).

Après l’application de filtres de qualité pour ne conserver que les SNP les plus probables, 153 605 sites de polymorphisme de type SNP, identifiés sur 7 340 séquences de gènes de lavandes (91,40% des séquences de référence) ont été retenus. Cela représente en moyenne 20,3 SNP par séquence.

Lorsqu’on sépare le panel en deux groupes, les statistiques sont sensiblement les mêmes : pour les populations améliorées, 147 272 SNP détectés sur 7 318, soit 19,8 SNP par séquence ; et pour les populations sauvages, 153 589 SNP détectés sur 7 339 séquences, soit 20,9 SNP par séquence.

Les séquences de référence ayant une taille moyenne de 2 274 paires de bases, la fréquence du polymorphisme dans les populations est d’environ 1 SNP toutes les 100 paires de bases (1SNP/114 bases pour populations améliorées et 1SNP/108 bases pour populations sauvages). Par ailleurs, cette valeur est du même ordre de grandeur que la fréquence observée dans les clones cultivés (1 SNP toutes les 90 paires de bases ; Fopa Fomeju et al., 2018).

De même, la distribution des fréquences des allèles aux SNP identifiés est similaire chez les populations sauvages et chez les populations améliorées (Figure 2). Ainsi, ces résultats laissent penser que la sélection d’individus dans les populations sauvages pour constituer des variétés améliorées n’a pas entrainé une forte dérive génétique au niveau de ces variétés.

Figure 2 : Distribution des fréquences des allèles mineurs aux SNPs détectés dans les populations naturelles et dans les populations améliorées.

Les indices de différenciation (ou Fst) ont été calculés entre chaque paire de populations (Tableau 2).

Cet indice prend une valeur comprise entre 0 et 1. Plus la valeur est proche de 0, moins les populations sont différenciées. Plus la valeur est proche de 1, plus les populations sont différenciées. Dans notre étude, les valeurs de Fst variaient entre 0 et 0,27 avec un Fst moyen de 0,12 (dans les variétés clonales, les valeurs de distances génétiques variaient entre 0,02 et 0,07 entre lavandes ; et entre 0,15 et 0,17 entre les lavandes le lavandin Grosso ; Fopa Fomeju et al., 2018).

Comme attendu à la suite de l’observation des fréquences des allèles mineurs, on note une faible différenciation entre les populations améliorées et les populations naturelles. Cela peut être expliqué par (i) le fait que les parents des variétés aient été directement collectés dans les populations et (ii) par la présence d’un grand nombre de parents fondateurs (7 à 8) pour les variétés améliorées.

La valeur de Fst minimale a été obtenue entre les populations 00-LA-316 (origine inconnue) et 00-LA- 396 (origine PACA, Vaucluse). Les valeurs maximales de Fst ont été obtenues entre les deux populations de Ligurie : 97-LA-106 et 97-LA-109 et la population 00-LA-429 du Languedoc-Roussillon (Alpes-Maritimes). Les trois constats suivants : valeur de Fst de 0, ressemblance des noms et origine inconnue de la population 00-La-316, nous laissent penser que la population 00-LA-316 est née d’une erreur d’étiquetage de la population 00-LA-396.

0 10 20 30

Pourcentage des SNP identifiés

fréquence

Distribution des fréquences des allèles mineurs

Populations améliorées Populations naturelles

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Tableau 2 : Matrice des indices Fst calculés entre paires de populations

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2.3 Structuration des populations

Le dendrogramme construit sur la base des valeurs de Fst (Figure 3) suggère une structuration des populations de lavande liée à l’origine géographique mais non liée à l’altitude d’origine.

Quatre grands groupes sont identifiables (Figure 4) :

- 1 groupe constitué des deux populations de Ligurie, assez isolées géographiquement des autres populations par le parc du Mercantour (groupe D),

- 1 groupe constitué de deux populations originaires du parc du Mercantour (groupe C),

- 1 groupe constitué des populations de la région de production historique des lavandes, dans les Baronnies (groupe B),

- 1 groupe constitué des populations issues des nouvelles régions de production des lavandes et qui encadrent la région historique (sud de la Drôme) (groupe A).

On remarque également que certaines populations sont assez éloignées géographiquement du reste du groupe auquel elles sont génétiquement rattachées. C’est notamment le cas de la population de Cahors (98-LA-202) qui est rattachée au groupe de la région des Baronnies, ou encore la population proche d’Aix-en-Provence (00-LA-419) qui est rattachée au groupe de la Drôme.

Cette observation peut être le résultat des déplacements de populations, réalisés par l’Homme, depuis leur milieu naturel vers de nouvelles zones de production. Cette hypothèse est notamment soutenue pour la population de Cahors par des notes d’archives du CNPMAI qui indiquent qu’il s’agirait d’une population anciennement installée en culture à partir de plantes originaires de la région des Baronnies.

Figure 3 : Dendrogramme construit à partir des valeurs de Fst entre les 24 populations de lavande. Lorsque c’était possible, les populations ont été recodées avec leurs données géographiques : « région-département- altitude ».

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La classification des populations nous a permis de mettre en évidence une autre erreur d’étiquetage potentielle. En effet, la seconde population d’origine non connue, 96-LA-037, se trouve dans le même groupe que les populations 96-LA-092, 96-LA-093 et 00-LA-389 qui sont toutes les trois situées à proximité du lieu d’origine de 96-LA-087. Cette population 96-LA-087 existe dans la base de données du Conservatoire, fournisseur des populations étudiées, mais n’a a priori pas été implantée à Mévouillon. Une fois de plus, la ressemblance des noms et l’absence d’informations sur l’origine de la population 96-LA-037 nous fait envisager la possibilité que la population 96-LA-037 soit née d’une erreur d’étiquetage de la population 96-LA-087.

Figure 4 : Représentation sur une carte des groupes identifiés sur la base des Fst.

Les populations collectées par le CNPMAI sont représentées sur la carte selon leur site de collecte. Les différents groupes génétiques sont représentés par des encadrés bleus. (Population en gras : population installée à Mévouillon. Population en italique : non installée à Mévouillon).

Conclusion

Le projet GénoParfum nous a permis de construire de nombreuses ressources génomiques sur la lavande. Des séquences de gènes annotées ont été construites et sont complémentaires de celles disponibles aujourd’hui dans la bibliographie. De plus, ces travaux ont permis pour la première fois de détecter un grand nombre de marqueurs moléculaires de type SNP sur la lavande. Ces marqueurs peuvent être utilisés pour traiter différentes questions de recherche. L’axe 3 du projet, présenté ici, a notamment permis d’exploiter ces marqueurs pour étudier la diversité génétique de populations naturelles et améliorées de lavande. Les résultats nous ont permis de conclure que la structuration des populations étudiées était liée à l’origine géographique et non à l’altitude, ce qui est une information pertinente pour orienter les prochaines campagnes de prospection. Nous avons pu observer que le polymorphisme des populations améliorées est similaire à celui des populations naturelles (nombre de SNP et fréquence des allèles mineurs). Globalement, les valeurs de Fst indiquent qu’il y a une différenciation peu élevée entre l’ensemble des populations. Cela peut être dû à des flux de gènes importants entre ces populations ou au fait que la diversité génétique intra-population est importante.

98-la-202

00-la-419

97-la-109 97-la-106 96-la-093 96-la-092

96-la-087

96-la-071 00-la-389

C D

96-la-050

B A

00-la-401 00-la-402

00-la-404

97-la-119 99-la-338

99-la-349

00-la-408 96-la-396

96-la-395

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Des populations différenciées, isolées géographiquement par des chaînes de montagnes, sont tout de même disponibles dans notre panel et pourront être explorées à la recherche de polymorphismes intéressants à exploiter en création variétale. L’approche utilisée a également permis de souligner la pertinence des outils moléculaires pour la gestion des ressources génétiques afin d’assurer une bonne traçabilité du matériel végétal.

Les perspectives envisagées pour ces travaux sont :

- Construire un panel d’étude qui conserve le maximum de diversité génétique avec le minimum d’individus afin de conduire des études de génétique quantitative (recherche d’associations phénotype / génotype),

- Développer un outil de génotypage utilisable en routine sur les ressources génétiques de lavandes et lavandins,

- Poursuivre le développement d’outils pour des approches de sélection assistée par marqueurs avec la construction de la première carte génétique de référence pour la lavande.

Remerciements

L’équipe-projet remercie :

- Le CNPMAI (Conservatoire National des Plantes à Parfum, Médicinales et Aromatiques) pour la mise à disposition des ressources génétiques,

- La plateforme de bio-informatique de Toulouse (31) – le Génotoul - pour l’accès aux serveurs de calculs,

- Les membres du comité de pilotage pour leur présence aux réunions et leurs conseils avisés, - Le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et de la Forêt ; et le CIHEF (Comité

Interprofessionnel des Huiles Essentielles Françaises) pour le financement.

Références bibliographiques

Bernardo R., 2016. Bandwagons I, Too, Have Known. Theoretical and Applied Genetics 129 (12):

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