La sélection assistée par marqueurs moléculaires (SAMM) consiste en l’utilisation de marqueurs d’ADN pour assister et accélérer les programmes conventionnels de sélection et d’amélioration génétique des arbres. Les études de diversité génétique d’Arborea visent notamment à permettre le développement de tels marqueurs moléculaires pour des applications en amélioration génétique des arbres. Notre programme est positionné avantageusement pour être parmi les premiers à développer des applications de la SAMM pour des conifères d’importance commerciale à partir d’une approche de recherche intégrée. Notre plan de recherche s’appuie sur  des populations naturelles et d’élevage uniques qui ont été rassemblées dans le cadre du présent projet ainsi que l’utilisation d’approches de génotypage à haut débit et d’études des profils d’expression à grande échelle.

Phase 1 - Établissement du pipeline analytique de la diversité (2002-2006)

Un pipeline analytique a été mis sur pied pour l’analyse de la diversité fonctionnelle des facteurs de transcription au niveau de la séquence d’ADN, ce qui a entraîné la découverte d’associations significatives avec des caractères phénotypiques importants reliés à la croissance méristématique chez l’épinette blanche. Nous avons aussi extrait et caractérisé un total de 12,000 polymorphismes de séquence d’ADN (SNPs) à partir de notre base de données d’EST. Ces SNPs représentent la matière brute pour établir des SAMMs. Ils ont été rendus disponibles à la communauté scientifique via un fichier complet de SNPs, disponible dans ForestTreeDB. Des expériences visant à établir une preuve de concept pour l’utilisation de méthodes à haut débit de génotypage ont été réalisées, avec l’élaboration d’une puce de 768 SNPs pour la cartographie de plus de 400 facteurs de transcription et l’identification de loci de caractères quantitatifs (QTL) associés à la croissance et la phénologie. À cette fin, une population de cartographie a été mise sur pied, multipliée végétativement et mesurée pour divers caractères liés à la croissance juvénile et la phénologie.  Des cartes génétiques consensus impliquant plus de 100 marqueurs d’ancrage de gènes codants et de microsatellites ont été déterminées pour l’épinette blanche et aussi pour l’épinette noire et l’épinette de Norvège, en collaboration avec nos partenaires de l’INRA en France. Ces cartes représentent une ressource unique pour faciliter le transfert des marqueurs génétiques entre pedigrees et espèces.

Phase 2 –  Cartographie de 3000 gènes et élaboration de SAMMs pour la croissance et la qualité du bois (2006-2010)

L’effort planifié de cartographie vise à identifier les loci de gènes, les fonctions moléculaires et les polymorphismes de séquences permettant de développer des SAMMs chez les conifères. Nous utiliserons intensivement le matériel découlant des populations naturelles et des populations d’élevage mises en place par le Service canadien des forêts et le Ministère des Ressources naturelles et de la faune du Québec pour réaliser les stratégies d’identification des associations gènes-phénotypes et la cartographie de QTLs chez l’épinette blanche. Des études intégrées à grande échelle de cartographie de gènes et des profils d’expression seront réalisées avec le phénotypage à haute résolution des caractères liés à la croissance, l’adaptation et les propriétés du bois. En tout, nous planifions la cartographie de 3000 gènes chez l’épinette blanche. La cartographie à grande échelle s’appuiera sur la découverte de dizaines de milliers de polymorphismes de séquences comme source virtuellement illimitée de marqueurs génétiques robustes, et l’utilisation de méthodes de génotypage à haut débit ayant recours aux puces de SNPs afin de génotyper pour des milliers de gènes exprimés.</>