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1 IGEPP - Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes

Abstract : Meiotic recombination via crossovers COs is the main mechanism responsible for mixing genetic diversity. However, the number and position of COs between the pairs of homologous chromosomes are strictly regulated, limiting the loci separation in plant breeding. In the case of the rapeseed B. napus, the use of allotriploids AAC, 2n=3x=29, resulting from the cross between rapeseed AACC, 2n=4x=38 and one of its progenitors B. rapa AA, 2n=2x=20, allows a substantial increase of the number of COs between homologous A chromosomes. The objective of this study was to determine the consequences of such a variation on the distribution of COs along the chromosomes and to identify factors regulating this phenomenon. Following the production and cytogenetic characterization of F1 hybrids with different karyotypes, homologous recombination was assessed by genetic analyzes via SNPs markers physically anchored on the whole A genome.We showed that the additional C genome in allotriploids always leads to 1 the formation of extra COs, for which the number depends on the male-female meiosis and the genetic background, 2 the modification of the recombination landscapes, especially in the vicinity of centromeres, and 3 the decrease of CO interference. In addition, we revealed that the genetic control of these variations is assigned to specific C chromosomes and could have evolved in a polyploid context. We have therefore identified a way to optimize the shuffling of genetic diversity in rapeseed breeding.

Résumé : La recombinaison méiotique via les Crossing-Overs COs est le principal mécanisme permettant le brassage de la diversité génétique. Cependant, le nombre et la position des COs entre paires de chromosomes homologues sont strictement régulés, limitant la séparation des loci en sélection variétale. Dans le cas du colza B. napus, l’utilisation d’allotriploïdes AAC, 2n=3x=29, issus du croisement entre le colza AACC, 2n=4x=38 et l’un de ses progéniteurs B. rapa AA, 2n=2x=20, permet d’augmenter considérablement le nombre de COs entre chromosomes homologues A. L’objectif de cette étude était de déterminer les conséquences d’une telle variation sur la distribution des COs le long des chromosomes ainsi que d’identifier des facteurs régulant ce phénomène. Suite à la production et à la caractérisation cytogénétiques d’hybrides F1 présentant différents caryotypes, la recombinaison homologue a été évaluée par des analyses génétiques via des marqueurs SNPs physiquement ancrés sur l’ensemble duNous avons montré que l’addition du génome C chez les allotriploïdes conduit toujours à 1 la formation de COs surnuméraires, dont le nombre varie fonction des méioses mâle-femelle et du fond génétique, 2 une modification des profils de recombinaison, notamment au voisinage des centromères, et 3 une réduction de l’intensité d’interférence. De plus, nous avons révélé que le contrôle génétique de ces variations est imputé à des chromosomes C spécifiques et aurait divergé dans un contexte polyploïde. Nous avons donc identifié un levier permettant d’optimiser le brassage de la diversité gén

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Keywords : Polyploid Recombination Meiosis Genome evolution Crossover

Mots-clés : Recombinaison Polyploïde Méiose Interférence Évolution des génomes Brassicas Crossing-Over





Autor: Alexandre Pelé -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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