Diversité structurale des locus de résistance à Phytophthora infestans chez la pomme de terre et synténie chez les Solanacées

Polygenic resistances to plant pathogens, controlled by QTLs (Quantitative Trait Loci), appear as a durable alternative to monogenic resistances, which are often quickly overcome by new virulences. To facilitate the use of polygenic resistances in plant breeding and in an attempt to better understand their potential durability, the exploration of the host diversity is necessary to inventory the resistance sources and describe the involved loci in the most comprehensive way, according to their genomic distribution and their allelic variability. The aim of this work was to clarify the structural organization of resistance loci to Phytophthora infestans on the potato genome and to make more precise their syntenic relationships with the QTLs of two other Solanaceae. Phytophthora are oomycetes responsible for late blight, and provoke tremendous damages in Solanaceae crops. Many loci of quantitative and qualitative resistances have been described, mostly in potato, but also in tomato and pepper. Three kinds of QTL analyses were used. The analyses in bi-parental independent populations and in connected multi-populations using a factorial mating design allowed the identification of new resistance QTLs in three potato-related wild species, S. sparsipilum, S. spegazzinii and S. berthaultii, with quantitative tests on stems and foliage. A meta-analysis of all available QTL mapping data coming from the present work and from literature highlighted QTL congruency between the different studies, and made colocations clearer between QTLs and major genes of resistance, and with maturity QTLs. Candidate genes of the obtained meta-QTLs have been proposed. From a more prospective point of view, in order to make the syntenic relationships between the three Solanaceae more precise in a region of QTL colinearity, an inter-specific meta-analysis was achieved. Hypotheses were proposed about the molecular nature of the genes underlying the QTLs of the different species, their possible origins and evolution during speciation.

Les résistances polygéniques aux bioagresseurs des plantes, contrôlées par des QTL (Quantitative Trait Locus), seraient une alternative durable aux résistances monogéniques, souvent rapidement contournées par de nouvelles virulences. Pour faciliter l’exploitation des résistances polygéniques en sélection variétale et tenter de comprendre leur potentielle durabilité, l'exploration de la diversité de l'espèce hôte est nécessaire pour inventorier les sources de résistance et décrire de la façon la plus complète possible les locus impliqués, selon leur distribution sur le génome et selon leur variabilité allélique. L’objectif de la thèse est de clarifier l’organisation structurale des locus de résistance à Phytophthora infestans sur le génome de la pomme de terre et de préciser leurs relations synténiques avec les QTL de deux autres Solanacées. Les Phytophthora sont des oomycètes responsables du mildiou et provoquent des dégâts considérables dans les cultures de Solanacées. Plusieurs locus de résistance qualitative ou quantitative ont été décrits, majoritairement chez la pomme de terre, mais aussi chez le piment et la tomate. Au cours de la thèse, trois approches d'analyse QTL ont été suivies. L'analyse de populations biparentales indépendantes et connectées selon un plan factoriel a permis d'identifier de nouveaux QTL de résistance chez trois espèces apparentées à la pomme de terre, S. sparsipilum, S. spegazzinii et S. berthaultii, avec des tests quantitatifs sur tige et feuillage. Une méta-analyse de l’ensemble des données de cartographie produites et publiées a montré la congruence des QTL des différentes études, et précisé les colocalisations entre QTL et gènes majeurs de résistance et avec les QTL liés à la maturité. Des gènes candidats aux méta-QTL obtenus ont pu être proposés. Sur un plan plus prospectif, afin de préciser les relations synténiques entre les trois Solanacées dans une zone de colinéarité fonctionnelle de QTL, une méta-analyse inter-spécifique a été réalisée. Des hypothèses ont été proposées sur la nature possible des gènes sous-jacents aux QTL des différentes espèces, leurs origines et leur évolution possible au cours de la spéciation.