Les infestations de punaises vertes et de mouches de Hesse peuvent réduire considérablement le rendement et la qualité du blé au Texas et dans le monde. La sélection pour la résistance à ces deux ravageurs à l'aide de la sélection assistée par marqueurs vient de recevoir un nouvel outil d'une étude Texas A&M AgriLife Research.

Parce que la génétique est la stratégie la plus économique pour minimiser les pertes, Le généticien du blé d'AgriLife Research, le Dr Shuyu Liu, a commencé il y a deux ans à rechercher des marqueurs adaptés aux sélectionneurs pour ces deux insectes. Cette étape s'inscrit dans la continuité des travaux génétiques en cours sur la résistance des insectes.

Au cours des années, un certain nombre de gènes de résistance à la punaise verte ont été identifiés dans le blé et ses apparentés sur la base de leurs réactions différentielles à différents biotypes, qui vont de A à K. Il existe également 18 biotypes de mouches de Hesse, et parce qu'il a la capacité de surmonter les gènes de résistance déployés dans les cultivars de blé par le biais de mutations, il est nécessaire d'identifier et d'utiliser des gènes de résistance provenant de diverses sources pour la sélection du blé.

Les scientifiques utilisent des marqueurs génétiques pour identifier les régions où des gènes spécifiques peuvent être trouvés sur une plante particulière. Liu a identifié les quartiers ou les marqueurs d'un gène offrant une résistance à la punaise verte, Gb7, et un gène qui fournit une résistance à la mouche de Hesse, H32, en blé.

Le travail de Liu a été récemment publié dans le Génétique théorique et appliquée Journal of Plant Breeding Research , détaillant le développement des tests Kompetitive Allele Specific Polymerase Chain Reaction ou KASP pour les deux gènes.

Les Drs. Jackie Rudd, Amarillo, et Amir Ibrahim, Gare du Collège, les deux sélectionneurs de blé; Dr Qingwu Xue, physiologiste du stress des cultures; Dr Chor Tee Tan, un chercheur associé; ainsi que d'autres étudiants et membres du personnel d'Amarillo.

Les deux gènes ont été identifiés lors de recherches antérieures, et les marqueurs liés pour eux ont été cartographiés, mais les méthodes de détection n'étaient pas bien adaptées à la sélection assistée par marqueurs pour évaluer des milliers de plantes, dit Liu.

Il a dit que connaître une adresse ne signifie pas que quelqu'un sait où dans la ville pour commencer à la chercher. Mais en développant le polymorphisme d'un seul nucléotide, ou SNP, qui comprennent des marqueurs flanquants étroitement liés et localisés sur les chromosomes, les généticiens sont en mesure de donner aux éleveurs le quartier à rechercher.

Les SNP sont ensuite convertis en tests KASP, qui sont considérés comme favorables aux éleveurs parce qu'ils sont plus faciles à utiliser, plus rapide et plus précis, il a dit.

Des marqueurs moléculaires efficaces étroitement liés aux gènes cibles sont la clé du succès de la sélection assistée par marqueurs sur des caractères tels que la résistance à la punaise verte et à la mouche de Hesse, dit Liu. Par exemple, un sélectionneur dépistera généralement 1, Des milliers de lignées d'élevage, et le KASP agit comme un indicateur pour dire que les gènes nécessaires pour un trait particulier existent dans une lignée particulière.

Grâce au travail de Liu, les deux gènes peuvent désormais être facilement transférés dans une nouvelle lignée de blé grâce à la sélection assistée par marqueurs.

Liu a déclaré que le Gb7 et le H32 se trouvent tous deux dans un blé synthétique, W7984, qui est une lignée parentale pour une population cartographique que les chercheurs sur le blé utilisent dans le monde entier. Les blés synthétiques sont des croisements artificiels entre des blés durs ou de type pâte et Aegilops tauschii. Ces premiers croisements donnent accès aux gènes des parents sauvages du blé, augmentant ainsi la diversité génétique utilisable par les sélectionneurs pour améliorer les variétés de blé d'hiver.

La population cartographique a été développée il y a plus de 10 ans par l'International Triticum Mapping Initiative, mais aucun de ces gènes n'a été utilisé pour la résistance dans les programmes de sélection à ce point, il a dit.

"La raison pour laquelle je pense qu'ils n'étaient pas utilisés est qu'ils étaient dans une lignée synthétique et qu'il a fallu plus d'efforts pour les transférer dans des lignées de blé adaptatives, " dit-il. " Ce que nous avons fait avec le marqueur KASP, c'est de les rendre plus faciles à trouver et à utiliser. "

Par exemple, TAM 114, un nouveau, un débutant, variété de plus en plus populaire de blé Texas A&M, n'a pas de résistance aux insectes verts et n'a qu'une résistance limitée aux mouches de Hesse, dit Liu.

"Mais avec cette nouvelle connaissance, les sélectionneurs peuvent croiser avec TAM 114 et conserver sa qualité d'utilisation finale supérieure et l'améliorer avec les gènes Gb7 et H32, " at-il dit. " Cela rendra la nouvelle ligne plus adaptable aux régions où la mouche de Hesse est un problème. "

En croisant les lignées de blé avec les marqueurs KASP identifiés, le processus pour développer la ligne pure avec des propriétés sélectionnées peut être beaucoup plus précis, dit Liu.

Liu a déclaré qu'il avait commencé à rechercher ces marqueurs parce que le programme de sélection TAM a fait un usage intensif de matériel génétique synthétique, de sorte que les marqueurs seront rapidement mis en œuvre.

Pour arriver à ce point, Liu a utilisé des marqueurs de génotype par séquençage développés par d'autres groupes de recherche, et finalement les marqueurs KASP ont été validés en utilisant l'ensemble de lignées de blé synthétique. Chaque ligne de cette population cartographique a été examinée pour détecter les réactions de la punaise verte et de la mouche de Hesse par deux centres du service de recherche agricole du département de l'Agriculture des États-Unis.

"Nous avons déterminé qu'ils sont très efficaces dans de nombreux contextes génétiques, " at-il dit. " La diversité génétique et les gains génétiques sont toujours importants pour les sélectionneurs de blé. "