En vue de l'obtention du

Poormohammad Kiani

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
THESE Présentée En vue de l'obtention du Doctorat de l'Institut National Polytechnique de Toulouse Spécialité: Génétique et Amélioration des Plantes Ecole doctorale : S.E.V.A.B par Seifollah POORMOHAMMAD KIANI Analyse génétique des réponses physiologiques du tournesol (Helianthus annuus L.) soumis à la sécheresse Soutenu le 10 Mai 2007 devant le jury composé de: Prof. Y. Henry CNRS, Paris Rapporteur Prof. G. Charmet INRA, Clermont-Ferrand Rapporteur Prof. L. Gentzbittel INP/ENSAT, Toulouse Examinateur Prof. T. Lamaze UPS, Toulouse Examinateur Prof. C. Planchon INP/ENSAT, Toulouse Invité Dr. P. Maury INP/ENSAT, Toulouse Invité Prof. P. Grieu INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse Prof. A. Sarrafi INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse Ecole National Supérieure Agronomique de Toulouse (ENSAT) N° d'ordre:

• sarrafi inp


• analyse génétique des réponses physiologiques du tournesol


• carte génétique


• qtls


• density genetic-linkage


• processus de tolérance


• potentiel hydrique


• genetic analysis


• service de l'education de l'ambassade d' iran

Sujets

• Irán
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Cartographique génétique

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 mai 2007
• Nombre de lectures: 25
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

N° d’ordre:

THESE
Présentée
En vue de l’obtention du
Doctorat de l’Institut National Polytechnique de Toulouse
Spécialité: Génétique et Amélioration des Plantes
Ecole doctorale : S.E.V.A.B
par
Seifollah POORMOHAMMAD KIANI

Analyse génétique des réponses physiologiques du tournesol
(Helianthus annuus L.) soumis à la sécheresse


Soutenu le 10 Mai 2007 devant le jury composé de:
Prof. Y. Henry CNRS, Paris Rapporteur
Prof. G. Charmet INRA, Clermont-Ferrand Rapporteur
Prof. L. Gentzbittel INP/ENSAT, Toulouse Examinateur
Prof. T. Lamaze UPS, Toulouse Examinateur
Prof. C. Planchon INP/ENSAT, Toulouse Invité
Dr. P. Maury INP/ENSAT, Toulousenvité
Prof. P. Grieu INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse
Prof. A. Sarrafi INP/ENSAT, Toulouse Directeur de thèse


Ecole National Supérieure Agronomique de Toulouse (ENSAT)

Remerciements
Cette thèse a été réalisée dans le cadre d’une bourse accordée par le Ministère de l’Education
Nationale et de la Recherche en Iran. J’exprime ici mes remerciements pour le financement de
mes études en France ainsi qu’ au service de l’Education de l’Ambassade d’ Iran en France.
Je tien à exprimer ma gratitude à mes responsables de thèse, Monsieur le Professeur Sarrafi et
Monsieur le Professeur Grieu, pour la confiance qu’il m’ont témoigné en me proposant ce
sujet, pour leur précieux conseils et grande disponibilité. Ces quelques années ont été pour
moi très enrichissantes, tant sur le plan professionnel que sur le plan humain. Qu’il trouve ici
l’expression de toute ma reconnaissance, de ma profonde admiration et de ma respectueuse
considération.

Je remercie Monsieur le Professeur Gentzbittel, Directeur du laboratoire BAP, pour ses
conseils, principalement pour la partie concernant la réalisation de la carte génétique et de
l’étude de l’expression des gènes.

Je tiens également à remercier chaleureusement Monsieur Maury, pour ses précieux conseils
et sa grande disponibilité.

Je remercie chaleureusement toute l’équipe du BAP (les chercheurs et les techniciens) ainsi
que tous mes amis doctorants qui ont rendu mon quotidien plus agréable au cours de ces
quelques années.
J’exprime mes remerciements aux membres du jury, particulièrement à Mr. Henry (Directeur
de Recherche à Université Paris-Sud) et à Mr. Charmet (Directeur de Recherche à l’INRA de
Clermont-Ferrand) qui m’ont fait l’honneur de juger ma thèse en qualité de rapporteurs.

J’exprime ma profonde reconnaissance à mes amis, particulièrement Darvishzadeh, pour ses
aides au cours de ma thèse et Davarzani pour ses aides informatiques.









Analyse génétique des réponses physiologiques du tournesol (Helianthus annuus L.) soumis à la
sécheresse
Résumé:
Afin de progresser dans la compréhension des caractères clés impliqués dans les processus de
tolérance à la sécheresse chez le tournesol, nous avons réalisé plusieurs expérimentations, en
conditions contrôlées et au champ sur des populations de tournesol exprimant diverses sources
de variabilité génétique : des lignées recombinantes (RILs) et des mutants. La variabilité
génétique pour la tolérance à la sécheresse, à travers l’étude des relations hydriques et de
caractères agronomiques, a été étudiée.
Dans un premier temps, nous avons construit une carte génétique intégrée et à haute densité en
utilisant une population de LIRs issue du croisement entre deux génotypes PAC2×RHA266.
Les QTLs contrôlant les caractères associés à l’état hydrique des plantes (teneur en eau
relative, potentiel hydrique et ses composantes) et à l’ajustement osmotique (AO) dans des
conditions ‘irriguées’ et de ‘contraintes hydriques’ ont été identifiés. Parmi 24 QTLs détectés
dans des conditions ‘irriguées, cinq (environ 21%), ont été également détectés dans la
condition ‘contrainte hydrique’. Ces QTLs sont considérés comme stables comparativement à
ceux spécifiques aux différentes conditions hydriques. Un QTL majeur pour l’AO sur le
groupe de liaison 5 est co-localisé avec les QTLs contrôlant plusieurs caractères de l’état
hydrique des plantes. Ce QTL pourrait être utilisé pour la sélection assistée par marqueurs.
Les LIRs et leurs parents ont été phenotypés en serre et au champ avec deux traitements
hydriques (irrigué et sécheresse). Le phénotypage a porté sur des caractères agronomiques
(phénologie, surface foliaire à la floraison, hauteur des plantes, sénescence, rendement et…).
En utilisant notre carte génétique, les QTLs liés à ces caractères ont été identifiés et leurs co-
localisations avec les QTLs contrôlant l’état hydrique des plantes et l’ajustement osmotique
ont été analysées. Nous pouvons noter que certains QTLs associés à la tolérance au déficit
hydrique sont situés dans les mêmes positions que ceux associés au rendement. Par exemple,
le QTL majeur identifié pour l’AO est également détecté pour le rendement par plante, la
surface foliaire et le poids du capitule. Ceci indique une base génétique commune pour la
tolérance à la sécheresse et les caractères associés au rendement.
Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à l’expression de gènes impliqués,
d’une part dans la tolérance à la contrainte hydrique, et d’autre part dans les processus limitant
les dommages oxydatifs, pour quatre génotypes ayant un comportement contrasté en situation
de contrainte hydrique. L’expression des gènes étudiés a été mise en relation avec les
caractères physiologiques mesurés concernant l’état hydrique, la photosynthèse et la
photochimie étant impliquées dans les processus d’assimilation du carbone pour la croissance.
Parmi les principaux résultats, on note une différence notable de l’expression des gènes
impliqués dans l’état hydrique des différents génotypes, plus particulièrement de l’aquaporine.
L’expression du gène de l’aquaporine est corrélée au caractère hydrique RWC. Pour les
processus photochimiques, ce sont principalement les niveaux d’expression des gènes codant
pour la superoxide dismutase, la catalase et la peroxidase qui différencient les génotypes
soumis à la sécheresse.
Les marqueurs moléculaires associés à l’ajustement osmotiques et à différents caractères
agronomiques ont été identifiés chez une population de mutants M6.

Mots clés : déficit hydrique, QTL, photosynthèse, état hydrique, ajustement osmotique,
expression de gènes, tournesol.

Genetic analysis of physiological responses to drought in sunflower (Helianthus annuus L.)
Abstract
Recombinant inbred lines (RILs) coming from the cross ‘PAC2×RHA266’ were used to develop an
integrated and high density genetic-linkage map using SSR and AFLP markers. QTLs involved in the
genetic control of water status traits (RWC, Ψ , Ψ , Ψ and Ψ ) and osmotic adjustment (OA) under w s t sFT
well-watered and water-stressed conditions were identified. Among 24 QTLs detected under well-
watered conditions, 5 (about 21%) were also detected in the water-stressed treatment (stable QTLs)
and the rests were specific. A major QTL for OA on linkage group 5 is overlapped with the QTLs for
several water status traits.
In order to understand the response of yield and related agronomic traits to different water treatments
and growth conditions, RILs and their parents were phenotyped at greenhouse and field condition
with two water treatments. Using our saturated linkage map, the QTLs controlling agronomical traits
were identified and their co-location with QTLs for plant water status and osmotic adjustment were
investigated.
Genotypic variation for water status and gas exchange parameters under different water treatments
were studied and the differential expression of four water-stress associated genes were investigated.
The expression level of aquaporin