#QuizAmeliorationDesPlantes
N°42
Pomme de Terre et ploïdie
Réponse
Les réponses sont très serrées ... mais la majorité l'a emporté d'une courte tête , la série qu'il fallait choisir est : 2n, 3n, 4n, 5n
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N°42
Pomme de Terre et ploïdie
Réponse
Les réponses sont très serrées ... mais la majorité l'a emporté d'une courte tête , la série qu'il fallait choisir est : 2n, 3n, 4n, 5n
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https://twitter.com/QADPlantes/status/1367882301196091396
Alors autant vous prévenir de suite, ce fil sera une introduction simplifiée à la génétique de la pomme de terre , autant être honnête : c'est le bordel et c'est pour ça que c'est passionnant
La pomme de terre que nous consommons pour ses tubercules est majoritairement Solanum tuberosum mais d'autres espèces sont également cultivées.
Elles sont toutes originaires d'Amérique centrale et du sud (le débat entre un unique ou plusieurs centre d'origine n'est pas tranché mais je ne rentrerai pas dans ces détails ici faute de place ... et de temps) 
Même si la majorité des variétés cultivées de Solanum tuberosum sont tétraploïdes (4n) il existe toute une panoplie de niveau de ploïdie ...
et ce n'est pas spécifique a ces variétés cultivées puisqu'on retrouve les mêmes caractéristiques chez les espèces sauvages de pomme de terre ... et même plus puisqu'on y retrouve des plantes hexaploïdes (6n).
Historiquement la ploïdie a servi de critère de classification. C'est en 1929 puis 1933 que l'on a déterminé pour la première fois que les pommes de terre cultivées existaient comme une série polyploïde de 2n à 5n
Les premiers à réaliser ces classifications étaient les russes qui avaient reconnus entre 13 et 18 espèces cultivées de pomme de terre. Ce critère a été utilisé comme élément majeur de classification jusqu'au début des années 1990
La dernière classification de 1990 (apparemment la plus utilisée) liste 7 espèces de pommes de terre cultivées (je passe sur les sous espèces mais sachez qu'elles existent) mais des propositions de fusion de plusieurs groupes ont été proposées depuis
Solanum ajanhuiri (2n)
Solanum chaucha (3n)
Solanum curtilobum (5n)
Solanum juzepczukii (3n)
Solanum phureja (4n)
Solanum stenotomum (2n)
Solanum tuberosum (4n)
Solanum chaucha (3n)
Solanum curtilobum (5n)
Solanum juzepczukii (3n)
Solanum phureja (4n)
Solanum stenotomum (2n)
Solanum tuberosum (4n)
Il y aurait tellement a dire sur les différentes bases génétiques de la " "barrière des espèces" " chez les pommes de terre (notez le double guillemet qui renvoie a la construction intellectuelle de ce qu'est une espèce)
Au passage un fil très qualitatif ici sur le sujet
https://twitter.com/Prof_D_sciences/status/1353754179114827777?s=20
On pourrait parler de choses comme
- les aspects de la biologie de la reproduction (autoincompatibilité, incompatibilité unilatérale, stérilité mâle etc ...)
- les méthodes de cultures ayant favorisées les multiples hybridations
- les aspects de la biologie de la reproduction (autoincompatibilité, incompatibilité unilatérale, stérilité mâle etc ...)
- les méthodes de cultures ayant favorisées les multiples hybridations
- les implications de la tétraploïdie en terme de génétique
- les origines et les événements de domestication
- les origines des variétés européennes
Etc ...
- les origines et les événements de domestication
- les origines des variétés européennes
Etc ...
Impossible de tout traiter ici, j'ai donc choisi de vous parler des mécanismes d'apparition de ces series de polyploïdes. Et la clé de ces series (une des hypothèses privilégiées) est la capacité de la pomme de terre a produire des gamètes non réduites ...
enfilons nos chaussettes, on va parler de méiose !
Encore une fois, je vous présente une vision simplifiée car les mécanismes aboutissant a des gamètes non réduits sont différents coté mâle et coté femelle ...
ce qui a des conséquences non négligeables pour la nature des hybridations et les flux de gènes (si certains sont intéressés par des détails je peux faire le sav sous ce tweet)
Pour rappel (les habitués peuvent sauter qq tweets), les gamètes sont les cellules reproductrices qui sont produites par une division cellulaire spécifique : la méiose.
Une des fonctions de la méiose est de réduire la ploïdie.
Une des fonctions de la méiose est de réduire la ploïdie.
En effet pour tous les organismes qui obtiennent une descendance par reproduction sexuée, la formation des gamètes est une étape qui divise par 2 le stock de chromosome … stock qui va être reconstitué lors de la fécondation !
Un des processus essentiels de la méiose c’est de séparer de façon équitable ce stock chromosomique, pour ce faire les chromosomes se « reconnaissent » aboutissant à la formation de paires. Ces paires sont alors séparées de façon équitable pour assurer la bonne réduction de la
ploïdie. Pour essayer de prendre une image, imaginons vous avez 5 paires de chaussettes de couleurs différentes et vous devez les séparer de façon à avoir 2 tas où chaque couleur est représentée (les gamètes), le meilleur moyen de le faire est de reconstituer les 5 paires pour
ensuite les séparer en 2 tas homogènes (contenant chacun 5 chaussettes … vous avez bien réduit le nombre de chaussettes de 10 à 5).
Les paires seront alors reconstituées par la fécondation qui réunira 2 gamètes. On est ici dans une situation qui est retrouvée chez tous les organismes diploïdes (2n).
Mais que se passe t il lorsque par erreur (ou par mutation héréditaire dans les gènes qui contrôlent ce mécanisme) l'individu produit des gamètes non réduits (gamètes dont la ploïdie n'a pas été réduite) ?
2 situations possibles
2 situations possibles
1- La fécondation se fait entre un gamète non réduit et un gamète réduit et donne lieu a un individu triploïde (2n)
2- La fécondation se fait entre 2 gamètes non réduits et donne lieu a un individu tétraploïde (4n)
Il est a noter que la production de Triploïdes a partir d'un croisement entre un individu tétraploïde et un individu diploïde est possible comme indiqué dans ce fil
https://twitter.com/QADPlantes/status/1275119685072293889?s=20
Et les pentaploïdes alors ??
La meilleure hypothèse disponible a ce jour est le croisement entre un triploïde qui produit des gamètes non réduits et un tétraploïde. En effet, si vous avez lu le fil sur la triploïdie vous savez que la fertilité d'un individu triploïde est
La meilleure hypothèse disponible a ce jour est le croisement entre un triploïde qui produit des gamètes non réduits et un tétraploïde. En effet, si vous avez lu le fil sur la triploïdie vous savez que la fertilité d'un individu triploïde est
quasi nulle ... oui quasi nulle et pas totalement nulle car de temps en temps un production de gamète non réduit est possible et ce gamète peut participer à une fécondation avec un gamète réduit d'un tétraploïde.
C'est probablement à l'origine de la seule espèce de pomme de terre cultivée pentaploïde identifiée : Solanum curtilobum
Bon, vous avez trouvé ça simple jusque là ? Ok on va ajouter un peu de complexité ... Il a été observé que certains croisements entre espèces proches ET possédant la même ploïdie échouaient systématiquement alors qu'elles pouvaient
se croiser avec des espèces de ploïdie différente ... comme si certaines combinaisons étaient impossibles.
Pour aller plus loin dans cette histoire d'hybridation il faut a tout prix que vous maîtrisiez la double fécondation chez les angiospermes ... vous l'avez ? Très bien , sinon un vidéo importante a bien comprendre
C'est bon ? Pour résumer il existe une double fécondation chez les plantes a fleur , une qui va donner le futur embryon et l'autre qui va donner l'albumen tissus nourricier de l'embryon.
Dans le cas d'une plante diploïde, cet albumen issu de 2 cellules reproductrices femelles et d'une cellule reproductrice mâle est donc triploïde.
Dans une vision plus générale, la majorité des échecs de croisements entre espèces proches possédant une ploïdie différente sont dus à l'incapacité à former un albumen viable...mais alors chez la pomme de terre comment ça marche pour qu'il existe toute cette variation de ploïdie?
En 1980, il a été proposé que le succès d'une hybridation chez les solanum tubéreuses peut être prédit non pas par la ploïdie en tant que telle mais par une "ploïdie efficace". En effet, il semblerait que le ratio 2 maternel pour 1 paternel (cf video)
nécessaire au bon développement de l'albumen se joue plus au niveau de certains facteurs génétiques plutôt que sur les génomes.
Ainsi une valeur : EBN pour Endosperm Balance Number (Nombre d'équilibre de l'Albumen - ma traduction) a été assignée à chaque espèce (et sous espèce) basée sur leur capacité a s'hybrider entre elles.
Ainsi au delà de la simple prise en compte de la ploïdie, les espèces de solanum tubéreuses peuvent se croiser avec succès si elles possèdent un EBN identique.
espèces diploïdes (2n) : EBN = 1 ou 2
espèces triploïdes (3n) : EBN = 2
espèces tétraploïdes (4n) : EBN = 2 ou 4
espèces hexaploïdes sauvages (6n) : EBN = 4
espèces triploïdes (3n) : EBN = 2
espèces tétraploïdes (4n) : EBN = 2 ou 4
espèces hexaploïdes sauvages (6n) : EBN = 4
Ainsi et a l'aide d'autres outils génomiques la reconstitution la plus probable des filiations des différentes espèces cultivés de pomme de terre a pu être proposée
La connaissance de l'EBN a également permis aux sélectionneurs de prédire les succès potentiels de certains croisements interspécifiques afin d'obtenir une création variétale efficace.
D'autant que l'EBN peut également être modifié soit par doublement chromosomique in vitro avec la colchicine par exemple (EBN x 2) mais aussi lors de la production de gamètes non réduits soit par culture d'anthères qui est l'organe reproducteur mâle (EBN / 2).
Ainsi malgré la complexité des croisements, il est possible d'exploiter variabilité des population sauvages comme par exemple lors de ce type de plan de croisement pour le transfert de résistance a des stress abiotiques.
Néanmoins il est parfois nécessaire et intéressant de combiner les génomes d'espèces incompatibles à l'hybridation par la voie sexuée, l'hybridation somatique a alors été d'un grand secours pour la création variétale chez la pomme de terre
https://twitter.com/QADPlantes/status/1266858950806339585?s=20
Des efforts supplémentaires seront néanmoins nécessaires pour continuer a fait évoluer les stratégies de création variétale et relever les défis à venir pour ces espèces
J'espère ne pas vous avoir perdu ... si vous êtes arrivés jusque la
Merci de m'avoir lu
Fin du fil
Merci de m'avoir lu
Fin du fil
je fais un addendum parce que c'est important : le fait que ces solanum tubéreuses présentent de telles séries de ploïdie est probablement du à leur capacité a faire de la multiplication végétative par les tubercules ...
ce qui a permis de se passer en partie de la reproduction sexuée. En effet dans les ploïdies impaires, la probabilité de produire des gamètes viables est très faible , ainsi l'apport de la reproduction sexuée dans le maintient de l'espèce cultivée est quasi inexistant.
Or ces solanum tubéreuses sont cultivées pour leur tubercules, ce qui permet de conserver les individus par multiplication sans reproduction sexuée (qui devient alors accessoire)
*triploïde (3n)
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