Caractérisation de l'assise génétique de l'architecture du système racinaire chez le soja et son rôle dans la résistance aux changements climatiques.

«On prédit que les changements climatiques vont entraîner une hausse des températures et une augmentation des événements de sécheresse dans les régions où est cultivé le soja au Canada. Le système racinaire (sa profondeur, son étendue, etc.) joue un rôle important dans la résistance à la sécheresse. Une connaissance approfondie de l’assise génétique de l’architecture du système racinaire (ASR) s’avère nécessaire pour développer des variétés dotées d’une meilleure tolérance à la sécheresse. Pour développer de nouvelles variétés dotées de systèmes racinaires du type désiré, vu le caractère «»invisible»» des racines qui sont sous terre, il est primordial d’avoir des marqueurs moléculaires associés aux principaux déterminants génétiques qui contrôlent la formation du système racinaire. Pour découvrir de telles associations, il nous faut deux types de données: 1) phénotypiques (caractéristiques des systèmes racinaires chez diverses variétés de soja) et 2) génotypiques (marqueurs SNP). Ici, le défi principal réside dans la caractérisation des systèmes racinaires. À défaut de pouvoir caractériser les systèmes racinaires dans le sol (dans des conditions normales de culture), divers dispositifs ont été mis au point pour caractériser l’ASR en deux et en trois dimensions (2D et 3D). Bien que ces premiers soient les seuls à pouvoir être employés pour caractériser un grand nombre de plantes, il demeure important de vérifier si les dispositifs 2D capturent adéquatement les principales propriétés des systèmes racinaires. À l’inverse, bien que les systèmes en 3D reflètent le mieux l’ASR, leur lourdeur technique et analytique les rend inaptes à la caractérisation de centaines de plantes. De plus, bien que les racines jouent sans doute des rôles importants dans la résistance à la sécheresse, quelles caractéristiques du système racinaire sont les plus liées à la résistance au champ demeure inconnu chez le soja.

Dans le cadre de cette demande, nous proposons de combiner les expertises hautement complémentaires de quatre équipes de recherche (F. Belzile – U. Laval, P. Dutilleul – U. McGill, L. Kochian – U. of Saskatchewan et M. Morrison – AAC) pour investiguer de manière coordonnée l’ASR chez le soja et son rôle dans la résistance à la sécheresse. Le projet se décline en 4 objectifs. L’objectif 1 vise à caractériser une collection de variétés de soja (n = 137) avec un dispositif en 2D et d’en caractériser un sous-ensemble (n = 30) avec un dispositif en 3D. Cela nous fournira les données phénotypique requises pour une analyse génétique et permettra de mesurer la justesse de la caractérisation en 2D. Ensuite, nous identifierons les régions chromosomiques contrôlant l’ASR en réalisant une analyse d’association pangénomique (GWAS) à l’aide des données phénotypiques obtenues et d’un jeu de données génotypiques (2,2 millions de marqueurs SNP). Dans l’objectif 3, nous utiliserons des approches de génomique fonctionnelle pour analyser la fonction de gènes candidats issus de travaux antérieurs. Finalement, dans un quatrième volet, nous allons caractériser la résistance à la sécheresse de notre collection de variétés de soja, identifier les régions chromosomiques responsables et déterminer le chevauchement entre la résistance à la sécheresse et les déterminants de l’ASR.»