Genetic control of tomato fruit quality: from QTL mapping to Genome Wide Association studies and breeding

C R Biol. 2023 Feb 16;345(4):3-13. doi: 10.5802/crbiol.99.

Abstract

Consumers began to complain about the taste of tomato varieties in the late 1990's. Although tomato taste is influenced by environmental and post-harvest conditions, varieties show a large diversity for fruit quality traits. We herein review our past and present research work intended to improve tomato fruit quality. First, results from sensory analysis allowed identifying important traits for consumer preferences. Then, we dissected the genetic control of flavor related traits by mapping several QTL in the last 20 years, and identified the genes corresponding to a few major QTL. Since the availability of the tomato genome sequence, genome-wide association studies were performed on several panels of tomato accessions. We discovered a large number of associations for fruit composition and identified relevant allele combinations for breeding. We then performed a meta-analysis combining the results of several studies. We also checked the inheritance of quality traits at the hybrid level and assessed how genomic prediction could help selecting better tomato varieties.

Les consommateurs ont commencé à se plaindre du goût des variétés de tomates à la fin des années 1990. Bien que le goût de la tomate soit influencé par les conditions de culture et de post-récolte, les variétés présentent une grande diversité pour les caractéristiques de qualité des fruits. Nous passons ici en revue nos travaux de recherche passés et présents destinés à comprendre la diversité génétique et améliorer la qualité des fruits de tomate. Les résultats d’analyses sensorielles ont tout d’abord permis d’identifier les traits importants pour les préférences des consommateurs. Ensuite, nous avons disséqué le contrôle génétique des caractères liés à ces traits, cartographié de nombreux QTL depuis 20 ans et identifié les gènes correspondant à quelques QTL majeurs. Depuis la disponibilité de la séquence du génome de la tomate, des études d’association à l’échelle du génome ont été réalisées sur plusieurs panels d’accessions de tomate. Nous avons découvert un grand nombre d’associations pour la composition des fruits, et identifié les combinaisons d’allèles pertinentes pour la sélection. Nous avons ensuite réalisé une méta-analyse combinant les résultats de plusieurs études. Nous avons également vérifié l’hérédité des caractères de qualité au niveau hybride, et évalué comment la prédiction génomique pourrait aider à sélectionner de meilleures variétés de tomates.

Keywords: Breeding; Fruit quality; Genome-wide association; Genomic selection; Tomato.

Publication types

  • Meta-Analysis

MeSH terms

  • Fruit / genetics
  • Genome-Wide Association Study
  • Plant Breeding
  • Quantitative Trait Loci / genetics
  • Solanum lycopersicum* / genetics