Caractérisation de la diversité génétique

Nous avons d’abord coordonné le projet CorePom (2009-2012), financé par la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité, qui a permis une première caractérisation de l’ensemble de la collection INRAE et de nombreuses autres collections à l’échelle française. Ces autres collections sont notamment celles gérées par l’association des Croqueurs de pommes, le Domaine de Barolles, le Centre Régional de Ressources Génétiques du Nord-Pas-de-Calais (CRRG), l’association des Mordus de la pomme, et de nombreuses autres associations ou collectivités locales (Fig. 1). Cette caractérisation s’est poursuivie dans le cadre de conventions établies avec l’Union Pomologique de France, puis avec les Croqueurs de pommes.

Figure 1
Distribution géographique des collections de pommier analysées dans l'étude de Lassois et al (2016) avec l'indication des tailles d'échantillons entre parenthèses: 1- INRA (1049); 2, Les Croqueurs de Pommes (335); 3, Conservatoire Végétal Régional d’Aquitaine (196); 4, Centre Régional de Ressources Génétiques du Nord-Pas-de-Calais (149); 5, Les Mordus de la Pomme (134); 6, Confédération des Producteurs de Fruits d’Alsace (63); 7, I z’on creuqué eun’ pomm’ (49); 8, Conservatoire des Espèces Fruitières et de Vignes Anciennes (49); 9, Verger Conservatoire de Pétré (34); 10, Parc Naturel Régional du Lubéron (29); 11, Jardin du Luxembourg (27); 12, Fruits Oubliés Réseau (27); 13, Société Pomologique du Berry (22). La collection INRAE est indiquée en bleu. L'association des Croqueurs de pommes® est largement répartie sur le territoire français ce qui est illustré par les 29 points vert clair.

A l’échelle française, plus de 6000 accessions de pommier et 2000 de poirier ont ainsi été génotypées à l’aide d’un minimum de 16 marqueurs SSR, ce qui représente un travail considérable de référencement et comparaison des variétés anciennes et locales au niveau national. De très nombreuses redondances génétiques ont été observées intra/inter-collections, et les variétés uniques propres à chaque collection ont pu être identifiées. De nombreuses erreurs de dénomination ont aussi pu être corrigées. La gestion de ces ressources génétiques en est ainsi grandement facilitée, même si les marqueurs génétiques ne permettent pas (encore) de distinguer les « mutants » (‘sports’ en anglais) au sein d’un ensemble d’accessions présentant le même profil microsatellite. Un numéro de code génotypique unique (code « MUNQ » pour ‘Malus UNiQue genotype code’) est proposé, et incrémenté régulièrement par notre équipe, pour chaque groupe d’accessions présentant un même profil, ce qui permet de comparer facilement les accessions entre collections. Ce code MUNQ a été étendu à l’échelle européenne dans le cadre du projet européen FruitBreedomics (et même à l’échelle internationale avec les collections de l’USDA (USA) par exemple. Pour ce faire, il a souvent été nécessaire de mettre en place une procédure d’harmonisation des données de génotypage disponibles pour ces collections étrangères avec celles des collections françaises. Notre équipe a ainsi joué un rôle pionnier et majeur dans la comparaison des ressources génétiques de pommier et poirier conservées à l’échelle européenne/internationale. Le code MUNQ est de plus en plus utilisé par les gestionnaires de ressources génétiques qui commencent à l’insérer dans leur base de données. Une partie croissante des données MUNQ est rendue publique via le dataset suivant régulièrement mis à jour : https://data.inrae.fr/dataset.xhtml?persistentId=doi:10.15454/HKGMAS

Les données SSR disponibles ont aussi permis d’analyser l’ampleur et la structuration de la diversité génétique présente dans ces ressources génétiques chez le pommier (travail en cours chez le poirier dans le cadre du projet ECPGR Pomefruit_C&E). A l’échelle française, on ne trouve pas de structuration géographique significative, mais nous avons pu montrer une structuration entre variétés anciennes à couteau et à cidre et avec les variétés récentes (Fig 2). A l’échelle européenne étendue à la Russie, nous avons pu montrer une relativement faible structuration qui devait témoigner de l’importance des flux de matériel végétal (greffons en particulier) entre les pays d’Europe pendant des siècles. Une structuration Nord-Est/Sud et Ouest a cependant été clairement identifiée (Fig 3).

Figure 2
Analyse factorielle des correspondances de 1084 génotypes uniques de pommier avec 21 marqueurs SSR et le logiciel GENETIX4.05.2. L'attribution des génotypes aux sous-populations "Dessert Anciennes", "Cidre Anciennes", et "Variétés modernes" est représentée par des triangles oranges, des carrés bleus et des triangles violets, respectivement. Les valeurs d'inertie sont de 1.69% et 1.46% pour les axes de coordonnées 1 et 2, respectivement. Les ellipses regroupent approximativement les trois sous-populations a priori, avec les couleurs correspondantes. D'après Lassois et al (2016).

Figure 3
Répartition des variétés européennes de pommier dans les trois groupes génétiques inférés par le logiciel Structure selon leur pays d'origine. Les camemberts représentent la proportion de chaque groupe dans chaque pays: les codes couleur sont groupe K1 en rouge, groupe K2 en bleu, groupe K3 en vert. D'après Urrestarazu et al (2016).