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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Connaissance du déterminisme de l'accumulation en caroténoïdes

Population non structurée pour étude de génétique d’association chez la carotte
© EG
Le manque de connaissances sur le déterminisme de l'accumulation des caroténoïdes est une limitation pour le développement de produits et de variétés pour la qualité nutritionnelle. Notre recherche se concentre sur l'identification des facteurs impliqués, principalement génétiques, mais aussi environnementaux et l’étude de l'interaction génotype x environnement.

Afin d'identifier les facteurs génétiques responsables de l'accumulation en caroténoïdes, nous avons choisi une approche a priori ciblant les gènes de la voie de biosynthèse des caroténoïdes. Suite à notre travail antérieur sur l'expression des gènes, l'étude des signatures de sélection sur les gènes de la voie de biosynthèse a souligné des effets de contraintes de sélection plus forts pour les gènes en amont de la voie par rapport à ceux situés en aval, ainsi qu’un patron de sélection équilibrante pour ceux au centre de la voie, montrant l’importance des gènes du nœud métabolique. Au-delà de la compréhension de l'évolution de l’espèce, des gènes candidats liés à la teneur en caroténoïdes ont été identifiés et étudiés pour la diversité nucléotidique. Nous avons mis en évidence la structuration géographique de la diversité génétique et l'absence de décroissance du déséquilibre de liaison chez la carotte. Les études de génétique d'association gènes candidats, basées à la fois sur un panel structuré de lignées et une population non structurée, ont conduit à l'identification de l’implication des gènes zéaxanthine époxydase (ZEP), phytoène désaturase (PDS), lycopène ß-cyclase (LCYB) et carotène hydroxylase (CYP97A3) dans l'accumulation en caroténoïdes. Les études de génétique fonctionnelle  sont prévues pour confirmer le rôle des gènes majeurs mis en évidence par génétique d'association.

Des travaux de recherche sont en cours pour identifier les facteurs environnementaux impliqués dans l'accumulation en caroténoïdes, par l'application de stress spécifiques et la comparaison d’agrosystèmes contrastés. Outre l'évaluation de l'effet GxE, une approche sans apriori basée sur des puces d’expression (transcriptome) vise à identifier les voies métaboliques influençant au niveau régulation l'accumulation en caroténoïdes chez la carotte. En relation avec d’autres attributs de la qualité, cette recherche est intégrée dans un objectif plus vaste de contrôle de la qualité nutritionnelle et organoleptique chez la carotte.

réseau haplotypique

Réseau haplotypique du gène CRTISO (Soufflet-Freslon, Jourdan et al., (2013). Plos One