Thread by @QADPlantes

#Quizameliorationdesplantes

N°7

Contrôle de l'hybridation

Pour produire des variétés hybrides, il faut disposer d’un système permettant de contrôler l’hybridation à grande échelle. La méthode utilisée est la castration mâle des fleurs.

Bravo la majorité a vu juste ... les 3 méthodes existent et on va voir ce que ça donne

Tout d'abord si vous ne savez pas pourquoi on a développé les hybrides, je vous conseille de jeter un œil au quiz #5

https://twitter.com/QADPlantes/status/1266123891665178624

Au-delà de l'intérêt de la vigueur hybride, il faut bien se rendre compte que l’hybride est le moyen le plus rapide pour réunir dans un même génotype plusieurs caractères favorables présents chez les parents ....

pour peu qu'ils soient dominants ... pour un rappel cf 1ere loi de Mendel

https://twitter.com/QADPlantes/status/1265040326663770113?s=20

Ok mais alors pourquoi castrer ? Et pourquoi les organes mâles ? Dans les espèces cultivées les espèces dioïques (où on trouve des pieds strictement mâles et des pieds strictement femelles) sont très rares : houblon, pistachier, kiwi ... et je n'en parlerai pas ici.

Chez les plantes monoïques (organes femelles et mâles sur le même individu) on peut distinguer -les espèces monoïques strictes : Organes Femelles et mâles dans des fleurs différentes d'un même pied (le maïs est l'exemple emblématique, mais aussi chez les cucurbitacées comme le

melon ou le concombre) -les espèces hermaphrodites : Organes femelles et mâles dans la même fleur Bien évidement la morphologie sexuelle de la plante va influencer la stratégie de castration.

Donc pourquoi castrer ? Le but est d'obtenir des hybrides, c'est à dire de s'assurer que les graines vendues aux agriculteurs sont bien issues d'une fécondation croisée.

Regardons sur le maïs c'est assez parlant. Si on ne castre pas le pollen du parent A pourra féconder les ovules de B (et vice versa) mais aussi participer à l'autofécondation du parent A.

En castrant A on empêche cette autofécondation et on est certain à coup sûr de récolter sur le pied A des graines hybrides A x B

Pourquoi castrer les organes mâles ? Les futures graines issues de la fécondation se développent dans les tissus maternels donc ... c'est assez clair, non ? Les agriculteurs multiplicateurs qui sont en charge de cette production organisent donc

leur champ en semant les 2 parents des futurs hybrides (dans des proportions qui varient selon les cultures) et ne récolteront les graines uniquement sur le parent femelle du croisement. C'est une activité d'une haute technicité, rendons leur hommage ici !

Allez maintenant on s'attaque aux méthodes de castration utilisées : 1- la castration manuelle : Très répandue chez le maïs, une vidéo explicative très bien faite ici vous montrera la procédure !

Il faut bien se rendre compte que la morphologie sexuelle du maïs est un cas assez rare et a permis de développer cette technique ... mais des cas de castrations manuelles à grande échelle pour la tomate ont été effectuées (mais beaucoup plus difficile à généraliser)

2- la castration "chimique" : Des substances peuvent être utilisées soit pour castrer les plantes, en inhibant le développement de pollen viable. C'est le cas de la production de blé hybride par exemple. Des substances proches

d'hormones végétales sont utilisées à un stade précis afin d'empêcher le développement des futurs grains de pollen sans nuire au développement des ovules. On peut aussi citer le cas du melon (espèce monoïque) ou la castration se fait par

l'application d'un précurseur de l'éthylène supprimant le développement des fleurs mâles. Chez le concombre également on produit des hybrides par ce biais mais des pistes génétiques sont explorées

https://twitter.com/agritof80/status/1204907754911096838?s=20

3- La castration génétique. Il est donc ici question d'avoir des plantes qui ne vont pas produire de pollen grâce à un contrôle génétique, il n'est donc pas question au sens de strict de castration mais de stérilité spécifique que l'on nomme stérilité mâle.

On distingue la stérilité mâle génique et la stérilité mâle nucléocytoplasmique. Attention ça devient plus ardu ... je peux expliciter si besoin (n'hésitez pas)

3a - la stérilité mâle génique. Il existe des gènes qui provoquent la stérilité mâle. Si on prend l'exemple d'un allèle d'un gène récessif ms qui provoque la stérilité et son allèle dominant Ms qui provoque la fertilité.

Une plante sera donc mâle stérile uniquement si elle a reçu les 2 allèles ms de ses parents (et sera de génotype msms). Les plantes de génotype Msms et MsMs seront fertiles et donc non utilisables pour la production d'hybrides.

Pour le maintien de la stérilité il faut effectuer en amont de la production d'hybride un croisement entre une plante mâle stérile msms et une plante fertile Msms , qui donnera pour moitié des plantes msms (stériles) et pour moitié des plantes Msms (Fertiles).

Le cas sera analogue avec un gène dominant. Il faut donc éliminer les plantes fertiles avant la pollinisation pour qu'elles ne participent pas à la fécondation : on se retrouve dans une situation analogue à la castration manuelle du 1- (avantage ????)

Pour pallier ce problème on peut utiliser des caractères qui vont révéler le statut de la plante (on appelle ça des marqueurs phénotypiques). On peut citer le tournesol, où la coloration rougeâtre des tiges et des feuilles (production d'anthocyanes) est liée à la fertilité mâle.

Au champ les plantules de couleur rougeâtre des rangs utilisées comme femelle sont donc éliminées pour ne conserver que les plantes mâles stériles.

Cette méthode n'est évidemment pas généralisable car elle est dépendante des marqueurs que l'on peut identifier ou construire (Barnase, Agrevo, NPZ-MSL), je ne rentrerai pas dans les détails ici c'est pour cela que la méthode la plus utilisée est

3b - la stérilité mâle nucléocytoplasmique. Ici je vous renvoie vers le thread que j'ai déjà fait sur la gynodioécie, ce système de reproduction retrouvé dans des populations sauvages d'angiosperme

a été transféré chez certaines espèces cultivées. C'est un concept vraiment complexe donc prenez un café et ... go

https://twitter.com/DurocYann/status/1208738245649022978?s=20

C’est un système de castration qui présente l’avantage d’obtenir une lignée femelle à 100 % (contrairement à la stérilité mâle génique) et il est assez facile à transférer par rétro-croisement. Malheureusement, il n'est pas toujours disponible

dans la nature, d'où l'intérêt de croisements interspécifiques, ou de la fusion de protoplastes pour l’obtenir ... mais c'est une autre histoire !!! Merci de m'avoir lu jusqu'ici !

Fin du fil

Sources
De la domestication à la transgénèse Évolution des outils pour l’amélioration des plantes André Gallais - Editions Quae 2018