Caractérisation de la résistance aux pucerons Acyrthosiphon pisum et Aphis fabae au sein d’un panel de diversité génétique de la féverole (Vicia faba)
Résumé
In recent years, large-genome legumes (Fabaceae) have benefited from significant genomic research efforts, resulting in chromosome-scale reference genomes and the characterization of genetic diversity panels through high-throughput sequencing. Concurrently, public authorities and the seed sector have taken determined action to support the legume industry, aiming to restore their role in agroecosystems due to their ecological benefits, contributions to human health, and potential to enhance national and European food sovereignty. This public commitment has recently materialized in the SPECIFICS research project (PIA4 PPR "Cultiver et Protéger Autrement," 2021–2027), which aims to improve the resistance of legumes—particularly faba bean (Vicia faba)— to their main pests, including aphids. The project seeks to identify genetic and molecular determinants of faba bean resistance or susceptibility to the pea aphid (Acyrthosiphon pisum) and black bean aphid (Aphis fabae). To assess resistance to these aphids within a faba bean diversity panel, a fecundity test was conducted: the offspring of a single apterous L1 larva from either a single clone of *A. pisum* or *A. fabae* was measured on each of the 251 faba bean genotypes in the seedling stage. These experiments revealed: - The absence of complete resistance to aphids, - Significant quantitative variation among genotypes, and - High specificity in resistance to either A. pisum or A. fabae. Confirmation of these preliminary results is currently underway with a restricted number of genotypes. These phenotypic data will be used to perform a genome-wide association study (GWAS) using genotypic data generated during the PeaMUST project. Identifying one or more resistance QTLs for each aphid species and comparing their gene content will represent a major step toward understanding and improving the resistance of a key legume crop to one of its major insect pests.
Ces dernières années, les légumineuses (Fabaceae) au génome de grande taille ont bénéficié d’efforts de recherche conséquents en génomique matérialisés par l’obtention de génomes de référence assemblés à l’échelle chromosomique et par la caractérisation de panels de diversité génétique par séquençage haut-débit , , . Dans le même temps, une action déterminée des pouvoirs publics et du secteur semencier vise à soutenir la filière des légumineuses afin de restaurer leur part culturale dans les agroécosystèmes pour leurs bénéfices du point de vue écologique, en santé humaine et afin d’améliorer la souveraineté alimentaire nationale et européenne. Cette volonté des pouvoirs publics s’est récemment matérialisée par le projet de recherche SPECIFICS (PIA4 PPR « Cultiver et Protéger Autrement », 2021-2027) qui s’est donné comme l’un de ses objectifs d’améliorer la résistance des légumineuses et notamment de la féverole (Vicia faba) à ses principaux ravageurs dont les pucerons. Pour cela, nous cherchons à comprendre et identifier des déterminants génétiques et moléculaires de la résistance ou de la sensibilité de la féverole aux pucerons du pois (Acyrthosiphon pisum) et de la féverole (Aphis fabae). Afin d’estimer la résistance aux pucerons du pois (Acyrthosiphon pisum) et de la féverole (Aphis fabae) présente au sein du panel de diversité la féverole, un test de fécondité a été mis en place : la descendance d’une unique larve aptère au stade L1 issue soit d’un unique clone d’A. pisum ou d’A. fabae a été mesurée sur chacun des 251 génotypes de féverole de la collection au stade plantule. Ces expériences ont démontré (i) l’absence de résistance complète aux pucerons, (ii) la présence d’une variation quantitative importante entre génotypes et (iii) la grande spécificité de la résistance à A. pisum ou A. fabae. La confirmation de ces premiers résultats est en cours sur un nombre restreint de génotypes. Ces données phénotypiques serviront à réaliser une génétique d’association pangénomique (GWAS) grâce aux données génotypiques sur ce panel diversité et générées au cours du projet PeaMUST. L’identification d’un ou plusieurs QTL de résistance à chaque puceron et la comparaison de leurs contenus géniques constituera une étape majeure dans la compréhension et l’amélioration de la résistance d’une légumineuse à l’un de ses principaux insectes ravageurs.