Diversity of genetic basis of resistance to Rice yellow mottle virus (RYMV) in the African rice species Oryza glaberrima
Diversité des bases génétiques de la résistance au virus de la panachure jaune du riz (RYMV) dans l'espèce de riz africain Oryza glaberrima
Résumé
The Rice yellow mottle virus (RYMV) is a major constraint for rice production in Africa. Two genes controlling recessive resistances have been previously described : RYMV1 coding for eIF(iso)4G1, a translation initiation factor, and RYMV2, coding for CPR5-1, a probable component of the nuclear pore complex involved in the regulation of defense mechanisms. However, the virus' ability to overcome these resistances highlight the need to characterize new sources of resistance in the African rice species O. glaberrima and O. barthii. Three complementary approaches were carried out in order to identify the genetic factors controlling these resistances.A genetic mapping strategy in bi-parental populations led to the identification of the RYMV3 gene, controlling resistance in the Tog5307 accession and probably also in the Tog5672 accession. It is the first dominant resistance identified in the rice/RYMV pathosystem. RYMV3 mapped in a 15 kb interval in which two genes annotated occur, including one NB-LRR gene.The two other strategies used were based on the utilization of Illumina sequencing data of 163 O. glaberrima accessions and 84 O. barthii accessions. O. glaberrima accessions were phenotyped for both high and partial resistance to RYMV, and the high resistance of a portion of the O. barthii accessions was assessed. Analysis of allelic variability at the previously identified genes led to the identification of a probable new resistance allele at RYMV1 and of six others at RYMV2. These alleles are currently undergoing validation. Furthermore, a genome wide association study was carried out on 125 O. glaberrima accessions, revealing two partial resistance QTLs on chromosomes 6 and 11, including one colocalized with RYMV3.This work has thus allowed the identification of one major resistance gene, of two QTLs and of new resistance alleles, contributing to a better understanding of rice/RYMV interactions and creating new prospects for the breeding for resistant varieties.
Le virus de la panachure jaune (RYMV) est une contrainte majeure pour la riziculture en Afrique. Deux gènes contrôlant des résistances récessives ont précédemment été décrits : RYMV1, qui code pour eIF(iso)4G1, un facteur d’initiation de la traduction et RYMV2, qui code pour CPR5-1, un probable composant du pore nucléaire impliqué dans la régulation des mécanismes de défense. Cependant, la capacité du virus à contourner ces résistances justifie la caractérisation de sources de résistance originales, présentes dans les espèces de riz africain O. glaberrima et O. barthii. Trois approches complémentaires ont été mises en œuvre afin d’identifier les facteurs génétiques contrôlant ces résistances.Une approche de cartographie génétique dans des populations bi-parentales a permis l’identification du gène RYMV3, contrôlant la résistance de l’accession Tog5307 et sans doute également de l’accession Tog5672. Il s’agit de la première résistance dominante identifiée dans le pathosystème riz/RYMV. RYMV3 a été cartographié dans un intervalle de 15 kb où deux gènes sont annotés, dont un gène NB-LRR. Des comparaisons de séquences entre accessions résistantes et accessions sensibles suggèrent que le polymorphisme responsable de la résistance est une mutation ponctuelle dans le domaine LRR du gène NB-LRR.Les deux autres approches ont reposé sur l’exploitation de données de séquençage Illumina de 163 accessions O. glaberrima et 84 accessions O. barthii. Les accessions O. glaberrima ont été phénotypées à la fois pour la résistance élevée et pour la résistance partielle au RYMV, et une partie des accessions O. barthii a été évaluée pour la résistance élevée. L’analyse de la variabilité allélique aux trois gènes majeurs de résistance a permis l’identification d’un probable nouvel allèle de résistance à RYMV1 et de six à RYMV2. Ces allèles sont actuellement en cours de validation. D’autre part, une approche de génétique d’association réalisée sur 125 accessions O. glaberrima a mis en évidence deux QTL de résistance partielle sur les chromosomes 6 et 11, dont l’un colocalise, en première approche, avec le gène RYMV3.Ce travail a ainsi permis l’identification d’un gène majeur, de deux QTL et de nouveaux allèles de résistance qui contribuent à une meilleure compréhension des interactions riz/RYMV et sont utilisables en sélection pour améliorer la durabilité des variétés résistantes.
Origine : Version validée par le jury (STAR)