Reconstruire les idéotypes des variétés modernes à partir des connaissances phylogénomiques

Date de mise à jour : 20 juin 2024

Les grands idéotypes variétaux (groupes horticoles) d’agrumes (orangers, pomelos, citronnier, limettier etc) reposent sur des structures génomiques complexes d’origine interspécifique. Le recours à l’hybridation sexuée au sein de chacun de ces groupes horticoles conduit à un brassage génomique remettant en cause la combinaison des caractères phénotypique déterminant les différents idéotypes. Les travaux récents de phylogénomie (cf : « Structures phylogénomiques des variétés modernes d'agrumes») ouvre la voie à la reconstruction d’idéotypes à partir du germplasm diploïde des taxons ancestraux.

Diverses études ont montré qu’une part essentielle de la variabilité phénotypique des formes cultivées résultait de la différentiation initiale de quatre principaux taxons ancestraux (C. maxima, C. medica, C. micrantha et C. reticulata) ayant connu une évolution allopatrique (Cf Ollitrault et al., 2020 pour revue). Nos travaux de phylogénomie (Wu et al., 2018, Oueslati et al., 2017) ont révélé que différentes combinaisons du génome de deux de ces taxa (C. reticulata et C. maxima) sont à l’origine de groupes horticoles majeurs aussi bien pour les porte-greffe (C. x aurantium les bigaradiers, issus d’une hybridation interspécifique directe) que pour les variétés (C. x sinensis les orangers et C. x paradisi les pomelos). Ils ont par ailleurs démontré que les introgressions de C. maxima ont joué un rôle majeur dans la domestication des mandariniers à partir d’un fond génétique essentiellement C. reticulata. Nous avons démontré (Oueslati et al., 2017 ; Ahmed et al., 2019) le potentiel du génotypage par séquençage (GBS) pour décrypter les structures phylogénomiques sur de grandes populations d’hybrides diploïdes ou polyploïdes entre les taxons ancestraux ou les espèces secondaires). La reconstruction de ces espèces secondaires, orientée par la phylogénomie, visant à exploiter des caractères de résistance/tolérance présents dans les ressources génétiques des taxa ancestraux est aujourd’hui envisageable. L’étude des origines phylogéniques des citronniers et des limettiers a révélé des structures très complexes impliquant trois voire quatre taxons ancestraux pour certains limettiers (Curk et al., 2016; Ahmed et al. 2019). Ainsi le limettier ’ Tahiti’, à gros fruits asperme, résulte de la fécondation d’un ovule de citronnier Méditerranéen par un pollen diploïde d’un limettier type ‘Mexicain’ et combine les génomes des quatre principaux taxons ancestraux (Curk et al., 2016 ; Ahmed et al. 2019). L’hérédité préférentiellement disomique du limettier ‘Mexicain’ tétraploïde (diploïde doublé) est par ailleurs compatible avec une origine du limettier ‘Tahiti’ par croisement interploïde (2x x 4x ; Rouiss et al., 2017 ; Ahmed et al. 2020 ; Caruso et al., 2020). Ces résultats sont à la base d’un projet d’amélioration des limettiers triploïdes pour les régions méditerranéenne et tropicales par hybridation entre citronnier diploïde et limettier tétraploïde. Le décryptage fin des structures en mosaïque interspécifique des grands idéotypes d’agrumes, grâce aux données massive de re-séquençage permettra à terme de combiner la sélection génomique à des stratégies de reconstruction d’idéotypes.

Références citées

Ahmed D., Comte A., Curk F., Costantino G., Luro F., Dereeper A., Mournet P., Froelicher Y., Ollitrault P.. 2019. Genotyping by sequencing can reveal the complex mosaic genomes in gene pools resulting from reticulate evolution: a case study in diploid and polyploid citrus. Annals of Botany, 123 (7) : p. 1231-1251.

Ahmed D., Curk F., Evrard J.C., Froelicher Y., Ollitrault P.. 2020. Preferential disomic segregation and <i>C. micrantha/C. medica</i> interspecific recombination in tetraploid 'Giant Key' lime; outlook for triploid lime breeding. Frontiers in Plant Science, 11 : 17 p..

Caruso, M., Smith, M. W., Froelicher, Y., Russo, G., & Gmitter Jr, F. G. (2020). Traditional breeding. In The Genus Citrus (pp. 129-148). Woodhead Publishing.

Curk F., Ollitrault F., Garcia-Lor A., Luro F, Navarro L and P. Ollitrault. 2016. Phylogenetic origin of limes and lemons revealed by cytoplasmic and nuclear markers. Annals of Botany. 117(4):565-83.

Ollitrault P., Curk F., Krueger R.. 2020. Citrus taxonomy. In : Talon Manuel (ed.), Caruso Marco (ed.), Gmitter Fred (ed.). The genus citrus. Amsterdam : Elsevier, p. 57-81.

Oueslati A, Salhi Hannachi A, Luro F, Vignes H, Mournet P and P. Ollitrault. 2017 Genotyping By Sequencing reveals the interspecific C. maxima / C. reticulata admixture along the genomes of modern citrus varieties of mandarins, tangors, tangelos, orangelos and grapefruits. PlosOne. In press.'

Rouiss H., Bakry F., Froelicher Y., Navarro L., Aleza P., Ollitrault P.. 2018. Origin of <i>C. latifolia</i> and <i>C. aurantiifolia</i> triploid limes: The preferential disomic inheritance of doubled-diploid 'Mexican' lime is consistent with an interploid hybridization hypothesis. Annals of Botany, 121 (3) : p. 571-585.

Date de mise à jour : 20 juin 2024