Identification and mapping in spring wheat of genetic factors controlling stem rust resistance and the study of their epistatic interactions across multiple environments.

Singh, A., Knox, R.E., DePauw, R.M., Singh, A.K., Cuthbert, R.D., Campbell, H.L., Singh, D., Bhavani, S., Fetch Jr., T.G., et Clarke, F.R. (2013). « Identification and mapping in spring wheat of genetic factors controlling stem rust resistance and the study of their epistatic interactions across multiple environments. », Theoretical and Applied Genetics (TAG), 126(8), p. 1951-1964. doi : 10.1007/s00122-013-2109-6  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Partout dans le monde, la rouille des tiges (Puccinia graminis f. sp. tritici) cause de graves pertes de production dans les cultures de blé hexaploïde (Triticum aestivum L.). La propagation de la race Ug99 de la rouille des tiges et de ses variantes constitue une menace pour la production mondiale de blé; des recherches sont en cours pour trouver des sources de résistance à cette race et les incorporer au blé. La présente recherche visait à identifier les loci de caractères quantitatifs (QTL) et à étudier leurs interactions épistatiques pour la résistance à la rouille des tiges dans une population issue des cultivars de blé canadiens AC Cadillac et Carberry. Nous avons mis au point une population dihaploïde, puis l’avons génotypée au moyen de marqueurs DArT® et SSR. Nous avons déterminé, pour les cultivars parents et les lignées dihaploïdes, le phénotype de la gravité de la rouille des tiges ainsi que celui de la réaction à l’infection par la race Ug99 et ses variantes en 2009, 2010 et 2011 dans des pépinières de plein champ infectées situées près de Njoro, au Kenya, et par les races nord-américaines en 2011 et 2012 près de Swift Current, en Saskatchewan, au Canada. En 2009 et 2012, nous avons évalué le type d’infection des semis par la race TTKSK, dans une installation de bioconfinement située près de Morden, au Manitoba. Nous avons identifié huit QTL pour la résistance à la rouille des tiges et trois QTL pour la résistance à la fausse glume noire, répartis sur neuf chromosomes du blé. Entre 2,4 et 48,8 % de la variance phénotypique était attribuable aux QTL de résistance à la rouille des tiges. Le cultivar AC Cadillac a apporté des QTL de résistance à la rouille des tiges sur les chromosomes 2B, 3B, 5B, 6D, 7B et 7D, alors que le cultivar Carberry en a apporté sur les chromosomes 4B et 5A. Nous avons observé des interactions épistatiques entre des loci situés sur les chromosomes 4B et 5B, 4B et 7B, 6D et 3B, 6D et 5B ainsi que 6D et 7B. Le loci de résistance à la rouille des tiges situé sur le chromosome 6D interagissait de façon synergique avec celui du chromosome 5B; cette synergie entraînait une amélioration de la résistance à la maladie grâce à des interactions croisées et non croisées, selon l’environnement. Les résultats de la présente étude permettront aux chercheurs de maximiser les principaux effets des QTL et des interactions épistatiques dans le cadre des programmes d’amélioration de la résistance à la rouille des tiges.

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