Contribution to the study of the structure and the polymorphism of the genome of the ectomycorrhizal basidiomycete Laccaria bicolor (Maire) Orton and identification of QTLs of mycorrhization in two Poplars, Populus trichocarpa Torr. & A. Gray ex Hook. and Populus deltoides (Bartr.) Marsh
Contribution à l'étude de la structure et du polymorphisme du génome du basidiomycète ectomycorhizien "Laccaria bicolor" (Maire) Orton et identification de QTLs de mycorhization chez les peupliers, "Populus trichocarpa Torr. & A. Gray ex Hook. et "Populus deltoides (Bartr.) Marsh
Résumé
The mycorrhizal symbioses between fungi and roots concern 95 % of the plant species. Social trees of boreal and temperate forests form a particular type of root association with fungi: the ectomycorrhizal symbiosis. Ectomycorrhizas play a major role in tree hydromineral nutrition, nutrient cycles and primary production. However, their complexity have so far prevented from deciphering their precise function and role. The recent availability of the genome of the ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor and that of the host-tree Populus trichocarpa provides an unprecedented opportunity to decipher the key components of development and functioning of this symbiosis. The aims of this study were to participate to the characterization and deciphering of the genome of L. bicolor, and to determine the genes involved in the formation of ectomycorrhizas in both partners. Firstly, in order to facilitate the assembly of the genomic sequence of L. bicolor, we have identified the repeated sequences and generated a genetic map. On the 60 Mb of this genome, 8 % are microsatellite sequences and 24 % transposable elements. A genetic map was built from 111 monokaryons issued from L. bicolor S238N. This map includes 326 markers (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR and 14 SNP) distributed on 10 linkage groups anchored onto the genomic sequence of L. bicolor. Secondly, we have identified the genes involved in the establishment of ectomycorrhizas in poplar by combining QTL detection and DNA microarrays. We targeted 81 genes which can be involved in the establishment and/or the functioning of the symbiosis.
Les symbioses mycorhiziennes, entre champignons et racines de plantes, concernent 95 % des espèces végétales. Les arbres sociaux des forêts boréales et tempérées forment avec les champignons un type particulier d'association : la symbiose ectomycorrhizienne. Les ectomycorrhizes jouent un rôle essentiel dans la nutrition hydrominérale des arbres, le cycle des éléments minéraux et la production primaire. Cependant, leur complexité n'a pas permis à ce jour de déchiffrer leurs rôles et leurs fonctions précises. La récente disponibilité du génome du champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor et de celui de l'arbre hôte Populus trichocarpa fournit une occasion inégalée d'approfondir nos connaissances du développement et du fonctionnement de cette symbiose. Les objectifs de cette étude ont donc été de participer à la caractérisation et au décryptage du génome de L. bicolor puis à la recherche des gènes impliqués dans la formation des ectomycorhizes chez les deux partenaires. Dans un premier temps et afin d'aider à l'assemblage de la séquence génomique de L. bicolor, nous avons identifié les séquences répétées et construit une carte génétique. Sur les 60 Mb de ce génome, nous avons mis en évidence 8 % de séquences microsatellitaires et 24 % d'éléments transposables. Une carte génétique a été construite à partir de 111 monocaryons issus de L. bicolor S238N. Cette carte comprend 326 marqueurs (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR et 14 SNP) répartis sur 10 groupes de liaison ancrés à la séquence génomique de L. bicolor. Dans un second temps, nous avons tenté d'identifier les gènes impliqués dans l'établissement des ectomycorhizes chez le peuplier en combinant une approche de détection par QTLs et par puces à ADN. Nous avons ciblé 81 gènes potentiellement impliqués dans l'établissement et/ou le fonctionnement de la symbiose.
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