Caractérisation du déterminisme génétique du choix du partenaire symbiotique pour une amélioration de la symbiose fixatrice d'azote chez le pois – GRaSP

GRaSP (Genetics of Rhizobia Selection by Pea) est un projet de Recherche Collaboratif visant par une approche originale, à améliorer l’attractivité de la culture du pois. Ce projet associe les compétences multidisciplinaires de quatre laboratoires de recherche académique et d’un institut technique impliqué dans la promotion de la culture des Légumineuses en France. Les légumineuses présentent le double intérêt de permettre une production de graines à haute teneur en protéines sans nécessité d’un apport d’engrais azoté et ainsi d’assurer à la fois sécurité alimentaire et respect de l’environnement. La culture des légumineuses, y compris le pois (Pisum sativum L.) qui est l’espèce la plus cultivée en France, reste cependant limitée en Europe, ceci principalement en raison de l’irrégularité de leur rendement. En outre, l’instabilité de la teneur en protéines des produits récoltés freine leur utilisation en particulier en agroalimentaire. Différent projets ont récemment développé des ressources génétiques et génomiques indispensables à l’amélioration du pois. Ces ressources permettent aujourd’hui d’aborder la question spécifique de l’amélioration de l’interaction entre le pois et son partenaire symbiotique fixateur d’azote, Rhizobium leguminosarum sv. viciae (Rlv) afin d’améliorer les services rendus par la symbiose. L’établissement de la symbiose entre pois et rhizobium nécessite une reconnaissance mutuelle spécifique entre les deux partenaires, induisant par la suite le développement des organes symbiotiques appelés nodosités. Le projet GRaSP a pour ambition d’acquérir une meilleure connaissance des déterminants génétiques du choix entre les partenaires symbiotiques pois et Rlv pour pouvoir, à terme optimiser ce choix pour les conditions de culture en plein champ. Dans cet objectif, trois approches sont proposées. La première approche a pour but de disséquer l’architecture génétique du choix des partenaires symbiotiques et d’identifier des gènes potentiellement impliqués dans la variation de ce caractère ; elle sera basée sur une étude de génétique d’association réalisée sur une vaste collection d’accessions de pois génotypées avec un grand nombre de marqueurs SNPs et phénotypées pour leur choix de partenaires symbiotiques parmi un mélange de souches de Rlv représentatif de la diversité du partenaire bactérien nodulant le pois. La seconde approche sera menée en parallèle et questionnera le rôle de certains gènes de pois et de rhizobium connus pour jouer un rôle dans la spécificité de l’interaction entre les deux partenaires, c’est-à-dire dans la reconnaissance par la plante de signaux symbiotiques produits par les Rlv. Les deux approches bénéficieront des ressources génétiques disponibles pour le pois et Rlv, des ressources génomiques les plus récentes et des compétences en phénotypage haut-débit apportées par le consortium des quatre partenaires académiques. La troisième approche est un test grandeur nature de combinaisons compétitives et efficientes entre pois et rhizobium déterminées lors des deux approches ; il sera réalisé au champ, sous la responsabilité du partenaire privé, dans des lieux d’essais où la diversité de leurs populations de Rlv endogènes est connue. GRaSP va ainsi permettre d’avoir une connaissance prédictive des déterminismes de reconnaissance entre pois et Rlv et ainsi, à l’avenir, la création de variétés de pois capables d’être efficacement nodulées en conditions de plein champ par des inocula de souches de Rlv choisies comme compétitives et efficientes.