Doctorate thesis of Montpellier SupAgro

Friday, November 30, 2018
at 8:30 am – salle 106

 

Identification de déterminants génétiques impliqués dans le contrôle de l’accumulation de cadmium chez le tabac (Nicotiana tabacum L.)

Jérémy Bertrand
BPMP, “Metal phytotoxicity” team

 

Jury :

  • Hélène FREROT, Maître de Conférence, Université de Lille, HDR – Rapporteur
  • Catherine RAVEL, Ingénieur de Recherche, INRA, HDR – Rapporteur
  • Jacques DAVID, Professeur, Montpellier SupAgro – Examinateur
  • Pierre BERTHOMIEU, Professeur, Montpellier SupAgro – Directeur de thèse
  • Emilie JULIO, Chercheur, Seita Group Imperial Tobacco – invitée

Abstract:
Le cadmium est un élément non essentiel que la plante absorbe naturellement dans le sol. Le cadmium est en outre un des éléments les plus toxique pour l’Homme. Une particularité du tabac (N. tabacum) est de favoriser l’accumulation de cadmium dans les parties aériennes de la plante. Le cadmium accumulé dans les feuilles de tabac est alors transféré à l’Homme par la fumée des cigarettes. Depuis 2013, l’Organisation Mondiale de la Santé a demandé qu’un effort soit réalisé en vue de diminuer les teneurs en cadmium dans les produits dérivés du tabac. Dans cet objectif il est nécessaire d’identifier les acteurs génétiques impliqués dans la régulation de l’accumulation du cadmium dans les feuilles de tabac.
Deux approches de génétique directe ont été développées. La première approche est une étude de génétique d’association menée sur un panel de 145 accessions de tabac. Plus de 5500 nouveaux SNP ont été découverts à partir de données de séquençage ARN des 145 accessions. La deuxième approche est une étude de génétique classique menée sur une population de génération F2. L’analyse en Bulk Segregant Analysis associée à un séquençage partiel du génome a révélé 1600 nouveaux SNP. Le phénotypage pour ces deux approches a été réalisé lors d’essais menés en champ dans les mêmes conditions de culture que la production de tabac en France. En parallèle, 73 gènes candidats ont été identifiés dans le génome pour examiner leur colocalisation avec les QTL sur la carte physique de référence.
Malgré la faiblesse relative de la significativité des associations, six loci potentiellement impliqués dans le contrôle de la teneur foliaire en cadmium ont été retenus, chaque QTL expliquant 7 à 11 % de la variabilité phénotypique observée. Un de ces QTL a pu être validé par l’analyse de plantes F2 rétrocroisées dans un nouvel essai. Le positionnement des gènes candidats sur la carte de référence a révélé de colocalisation d’un gène à l’un des six QTL potentiels.