Stage de Master M2 : « Evolution moléculaire chez une espèce

Etude de faisabilité d’une stratégie de sélection génomique chez la tomate cultivée
par validation croisée.
Pour faire face à l’augmentation de la production végétale mondiale, au changement
climatique et à la limitation des ressources, le progrès génétique doit s’accélérer notamment
pour des critères tels que le rendement, l’adaptation aux contraintes biotiques et abiotiques et
la qualité des produits. La sélection génomique, en permettant une sélection précoce des
meilleurs individus, permet de notamment de prédire le phénotype à partir du génotype et
ainsi d’accélérer le progrès génétique au travers d’évaluations génomiques. De ce fait, la
sélection génomique bouleverse complètement les perspectives en amélioration génétique.
En combinant des données de plus de 30 caractères phénotypiques liés à la qualité du
fruit et de génotypage à haut-débit (>7000 SNP) obtenues dans une précédente étude de
génétique d’association chez une collection de 180 accessions de tomate, les objectifs de nos
travaux visent à étudier le poids des paramètres sur la précision de la prédiction du phénotype
par validation croisée (mesure de la corrélation entre le phénotype prédit et le phénotype
mesuré). Pour ce faire, nous avons testé l’influence de (1) la taille des populations de
référence et d’entrainement, (2) le nombre et la densité de marqueurs moléculaires, (3) le
modèle statistique de prédiction (rrBlup, gBlup, Bayesian Lasso, BRR) sur la précision de la
prédiction.
Les résultats montrent que la précision de la prédiction du phénotype est largement
reliée à l’héritabilité de ce dernier. Plus un caractère est héritable, plus sa prédiction est
précise. De même, plus les accessions sont apparentées, plus la prédiction d’un phénotype est
précise et inversement. Aussi, plus la taille de la population d’entrainement est importante,
plus la prédiction est précise. La densité (ou répartition) des marqueurs et leur nombre
affectent également la précision de la prédiction quelque soit le phénotype considéré : une
répartition tous les 1cM des marqueurs (N=2313 SNP) réduit la précision de prédiction et
aucun gain de précision n’est constaté en utilisant plus de 60% du total des marqueurs. Enfin,
la structure de la population affecte négativement la précision de la prédiction. En conclusion,
les résultats obtenus en validation croisée chez une population de tomate ont permis de mettre
en évidence l’effet de paramètres sur la précision de la prédiction et permettent de révéler le
potentiel de la sélection génomique chez cette espèce à partir de population de taille réduite et
d’un nombre restreint de marqueurs moléculaires.