Genetic determinants of tomato response to abiotic stresses

Architecture Génétique de la Réponse aux Stress Abiotiques chez la Tomate Les plantes peuvent exprimer des réponses phénotypiques très variables en fonction des conditions environnementales auxquelles elles sont soumises. Cette aptitude généralement décrite sous le terme de plasticité phénotypique influence de manière très importante la productivité des espèces cultivées. La compréhension des bases moléculaires de la plasticité phénotypique est de ce fait un enjeu crucial pour l’amélioration variétale, notamment en raison des prédictions sur les changements climatiques. Cette thèse a pour objectif principal d’évaluer la réponse de la tomate (Solanum lycopersicum) aux stress hydrique, salin et thermique de caractériser l’architecture génétique de la plasticité phénotypique. Pour ce faire, une population multi-parentale (MAGIC) issue du croisement de huit lignées parentales a été évaluée dans un dispositif d’essais multi-environnement (MET) incluant des conditions optimales de culture avec une irrigation suffisante et des conditions de stress hydrique (WD), stress salin (SS) et stress thermique (HT) en France, en Israël et au Maroc. Au total 12 environnements ont été testés, chaque environnement constituant une combinaison de Traitement x Lieu géographique x Année. Plusieurs caractères phénotypiques ont été mesurés en lien avec la vigueur de la plante, la qualité du fruit, la phénologie et des traits liés au rendement. Les analyses phénotypiques ont révélé des interactions génotype-environnement (GxE) significatives pour la majorité des traits évalués. Ces interactions GxE ont par la suite été décomposées à travers différentes mesures de plasticité phénotypique en estimant la sensibilité génotypique des lignées MAGIC aux variations environnementales. Une analyse de cartographie de liaison a été réalisée en utilisant des modèles prenant en compte la probabilité haplotypique de l’origine parentale des allèles,pour identifier les locus contrôlant la variation des caractères quantitatifs (QTL) impliqués dans les variations de la moyenne et de la plasticité phénotypique. L’étude a mis en évidence la complexité de l’architecture génétique de la plasticité phénotypique chez la tomate, qui est en majorité (66% des QTLs de plasticité) contrôlée par des locus différents de ceux qui affectent la variation moyenne des traits. Nous avons pu proposer des gènes candidats de plasticité qui nécessitent des études plus approfondies pour leur validation et la compréhension de leur mode de fonctionnement. Dans le contexte agronomique, les résultats présentés dans cette étude ouvrent des perspectives intéressantes pour la création de variétés de tomate adaptées aux stress abiotiques en présentant d’une part des marqueurs génétiques intéressant pour les programmes de sélection assistée par marqueurs et d’autre part, des génotypes intéressants à évaluer dans de futurs programmes d’amélioration variétale.