Short term response of European wheat populations to contrasted agro-climatic conditions : a genetic analysis and first step towards development of epigenetic markers in earliness gene VRN-A1

La diversite genetique est a l’origine de l'evolution et de l'adaptation des pop. et des especes. Dans les agrosystemes, la div. gen. intra-population est d'une importance majeure : d'une part, elle peut fournir un effet tampon contre les variations climatiquesinterannuelles et les stress biotiques, et d'autre part cette div. peut permettre l’adaptation locale des pop. , du fait de leur evolution sous l’effet des pressions selectives specifiques aux conditions locales de la region, particulierement dans le cas d’uneintrod. dans un nouvel environnement. En raison de son importance socio-economique et de son aire de culture etendue, le ble a ete choisi comme espece modele dans cette etude, en se focalisant sur l’etude de la precocite de de floraison, un caractere adaptatif majeur qui permet au ble de croitre sur une large gamme de conditions ecologiques et climatiques. Ce projet de these a pour objet l’analyse de l'impact de la diversite int.-pop. sur la reponse adaptative a court terme de pop. soumises a des conditions agro-climatiques contrastees, ce par l'etude des variations genetiques, epigenetiques et phenotypiques.L'absence de marqueurs epig. disponible pendant la these a conduit a developper 2 etudes complementaires. Dans une 1ere partie, sept var. pays. (pop. conservees a la ferme) et une variete moderne ont ete distribuees et cultivees pendant trois ans dans sept fermes localisees dans trois pays d'Europe, puis etudiees pour leur reponse aux differentes conditions agro-climatiques, sous l’angle de leurs variations phenotypiques et genotypiques. Dans une 2nde partie, l'effet de la vernalisation sur le profil de meth. de l'ADN du gene VRN-A1 a ete etudie, constituant une 1ere etape vers le developpement de marqueurs epig. Les resultats de la 1ere partie de l'etude ont revele que l'histoire de la conservation des var. pays. a fortement influence leur div. gen. et leur structure genetique fine. Les var. pays. conservees ex situ montrent une faible div. gen., avec une struct. genetique simple. Les var. pays. et les melanges conserves in situ revelent une div. gen. plus elevee, avec une struct. genetique complexe. Une differenc. spatio-temporelle genetique et phenotypique a ete observee, en relation avec le niveau de diversite initial et avec la complexite de structure des var. pays. Les varietes traditionnelles se differencient plus nettement que les var. modernes, ce qui plaide en faveur de utilisation dans des systemes d'agriculture biologique et a bas intrants. De facon interessante, une differenc. phenotypique significative a ete observee pour les var. qui presentaient une div. gen. initiale tres faible, ce qui suggere que d’autres facteurs, par exemple epig. , pourraient intervenir dans les adaptations misesen evidence. La 2nde partie a permis de mettre en evidence un profil de meth. interessant de l’ADN de VRN-A1 : sur plantes non-vernalisees, ce gene presente des niveaux eleves de meth. dans la partie centrale du gene, mais pas en debut et fin de gene. De plus, une partie du 1er intron montre une augmentation significative du niveau de meth. de l'ADN suite au traitement au froid. Ce changement de meth. est positivement associe au niveau d'expression du gene. Si la comprehension du role de cette meth. sur la regulation de VRN-A1 necessite des analyses complementaires, cette etude a permis de caracteriser les modifications de meth. de VRN-A1 en reponse au froid et constitue une 1ere etape vers l’identification de possibles epialleles dans nos pop. et fournit une base a la construction de marqueurs permettant de suivre la variabilite epig. dans differentes pop. En conclusion, cette etude apporte des connaissances utiles pour une meilleure comprehension de l’origine et l'evolution de la div. gen. presente dans les var. pays. Elles permettront de dvper des methodes de conservation et deselection a la ferme, en tenant compte de l'importance de la div. int.-pop. , afin de rep. aux contraintes posees par l'agriculture bio.