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RESEARCH PRODUCT

Recherche des gènes contrôlant la plasticité de la composition protéique des graines vis-à-vis de l’environnement par une approche GWAS chez Medicago truncatula

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National audience; Les légumineuses sont capables de produire des graines riches en protéines en l’absence d’apports azotés grâce aux symbioses qu’elles établissent avec des bactéries fixatrices d’azote de l’air. Riches en lysine, ces protéines sont utilisées pour la nutrition humaine et l’alimentation animale. Cependant, les instabilités de la teneur et de la composition protéique des graines causées par les variations environnementales limitent l’adoption des légumineuses en Europe. Afin de promouvoir leur culture, il est nécessaire d’optimiser et de stabiliser la quantité et la qualité de cette fraction protéique. Nous avons étudié la plasticité de la teneur et de la composition protéique des graines d’une collection de 200 écotypes de Medicago truncatula développés dans quatre environnements en conditions contrôlées (optimal, stress hydrique, et deux semis à des périodes différentes). Une analyse quantitative des profils protéiques en gels d’électrophorèse monodimensionnelle de ces graines matures a été menée et des indices de plasticité ont été calculés. Des études d’association à l’échelle du génome (GWAS) ont été réalisées à partir de ces données et une liste de gènes candidats situés sous les pics majeurs des analyses GWAS a pu être établie. La sélection de gènes candidats pour stabiliser la composition protéique des graines vis-à-vis de l’environnement a été affinée en utilisant des données transcriptomiques de graines en développement. Les orthologues de ces gènes chez le pois ont été identifiés rendant possible une validation fonctionnelle chez cette espèce. Les mécanismes qui pourraient être impliqués dans la plasticité et la stabilité de la composition protéique aux changements environnementaux seront présentés, permettant de fournir de nouvelles cibles pour améliorer la qualité des graines de légumineuses et ainsi promouvoir leur développement.