Étude d'association pangénomique portant sur la tolérance au gel chez le trèfle rouge (Trifolium pratense L.) issu de ressources génétiques d'origine européenne

L'amélioration de la persistance est un objectif de sélection important chez le trèfle rouge (Trifolium pratense L.). Dans les régions où les hivers sont rigoureux, le manque de persistance est souvent dû à une faible capacité de survie hivernale, dont la faible tolérance au gel (FT) est un facteur déterminant. Nous avons mené une étude d’association pangénomique (GWAS) afin d’identifier les loci associés à la tolérance au gel dans une collection de 393 accessions de trèfle rouge, pour la plupart d’origine européenne, et avons réalisé des analyses du déséquilibre de liaison et de la consanguinité. Les accessions ont été génotypées sous forme de pools d’individus à l’aide du génotypage par séquençage (pool-GBS), ce qui a permis d’obtenir à la fois des données sur les polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) et sur les fréquences alléliques des haplotypes au niveau de chaque accession. Le déséquilibre de liaison a été déterminé comme la corrélation partielle au carré entre les fréquences alléliques de paires de SNP et s’est avéré diminuer à des distances extrêmement courtes (< 1 kb). Le niveau de consanguinité, déduit à partir des éléments diagonaux d’une matrice de relation génomique, variait considérablement entre les différents groupes d’accessions, la consanguinité la plus forte étant observée chez les écotypes d’Ibérie et de Grande-Bretagne, et la plus faible chez les variétés locales. Une variation considérable de la résistance au froid (FT) a été observée, les valeurs de LT50 (température à laquelle 50 % des plantes meurent) allant de -6,0 °C à -11,5 °C. Des études GWAS basées sur les SNP et les haplotypes ont identifié respectivement huit et six loci significativement associés à la FT (dont un seul était commun), expliquant respectivement 30 % et 26 % de la variation phénotypique. Dix de ces loci ont été localisés à l’intérieur ou à une courte distance (< 0,5 kb) de gènes potentiellement impliqués dans les mécanismes influant sur la FT. Parmi ceux-ci figurent une caféoyl-shikimate-estérase, un transporteur d’inositol, ainsi que d’autres gènes impliqués dans la signalisation, le transport, la synthèse de la lignine et le métabolisme des acides aminés ou des glucides. Cette étude ouvre la voie à une meilleure compréhension du contrôle génétique de la FT et au développement d’outils moléculaires pour l’amélioration de ce caractère chez le trèfle rouge grâce à la sélection assistée par la génomique.