La sélection de plantes autogames prend en considération le mode de reproduction marqué par l'autofécondation
QUESTIONS
Question 1 -- aller à la Réponse 1
D'après le schéma ci dessous, préciser le devenir de l'hétérogénéité globale de la population ? Et qu'en est-il de la fréquence du caractère dans la population ?.
Question 2 -- aller à la Réponse 2
Quelle conséquence aura sélection massale sur la variabilité génétique de la population ? Augmentation ou diminution ? Pourquoi ?
Question 3 -- aller à la Réponse 3
Si les caractères d'individus, constituant une population autogame, sont très proches, peut-on espérer un progrès par la sélection massale ?
Question 4 -- aller à la Réponse 4
Dans une population où les individus ne diffèrent presque pas, comment faire pour apporter de la diversité (des gènes nouveaux) ?
Question 5 -- aller à la Réponse 5
En considérant le mode de reproduction des plantes autogames, pensez-vous que l'hybridation entre des individus appartenant à la même espèce autogame présente des difficultés ?
Question
6 -- aller à la Réponse 6
En prenant l'exemple du blé, quelles sont les différentes
opérations que doit réaliser le sélectionneurpar pour réaliser l'hybridation?
Question
7- aller à la Réponse
7
Rappelez ce que donnera l'hybridation entre deux lignées pures. Quelles caractéristiques auront les descendants de ce croisement ?
Question 8 -- aller à la Réponse 8
Comment va devoir procéder le sélectionneur pour reconstituer des lignées pures à partir des hybrides produits ? (Ceci est indispensable, puisque les variétés d'autogames sont
des lignées pures.)
Question 9 -- aller à la Réponse 9
En se basant sur les connaissances en génétique, expliquer pourquoi le sélectionneur cherchant des individus pour leurs caractères intéressants, doit attendre la génération F2 pour commencer à trier les lignées ?
Question 10 -- aller à la Réponse 10
Comment peut-on être sûr qu'un allèle sera obligatoirement transmis aux descendants d'un individu donné, et que cet allèle s'exprimera ?
Question
11 - aller à la Réponse 11
La sélection généalogique du blé (schéma).
1. De quoi est constitué « l'épi-ligne » (ou « ligne-épi ») et la « famille de lignées »?
2. Qu'élimine-t-on en F3 ? en F4 et après ? Pourquoi ?
3. Quelle(s) contrainte(s) voyez-vous à ce protocole expérimental ?
Question 12 -- aller à la Réponse 12
Dans la sélection amélioratrice des autogames. Les affirmations
suivantes sontelles vraies ou fausses ?
1. Dans la sélection massale, le sélectionneur n'effectue aucun croisement.
2. La disjonction des allèles est observable chez les hybrides F1.
3. Le tri des lignées s'effectue à partir de la F2.
4. Les techniques de génie génétique peuvent accroître
la variabilité de l'espèce.
5. La sélection généalogique permet de sélectionner
des lignées pures.
6. Les semences F3 sont récoltées sur des plantes F3.
7. La méthode Bulk a l'inconvénient de nécessiter
des surfaces importantes.
8. Dans la SSD, on ne conserve qu'une graine par épi de blé.
REPONSES
Réponse1
--- revenir à la Question 1
Lors de la sélection massale, la population reste aussi hétérogène
au cours des cycles de sélection, mais la fréquence du caractère
recherché (donc sélectionné) croît dans la population
(la moyenne de P1 est supérieure à celle
de P0 pour le caractère voulu). La sélection massale est une
méthode utilisée traditionnellement par les agriculteurs afin
de conserver chaque année la semence nécessaire pour une prochaine
culture, consiste à prélever les graines des meilleures plantes.
Les plantes productrices de semence sont ainsi choisies sur leur apparence
extérieure, c'est-à-dire leur phénotype,
et ceci parmi toute une masse d'individus présents dans le champ.
C'est pourquoi cette méthode ancienne de sélection, porte
le nom de sélection massale ou phénotypique. L'homme
n'intervient pas dans la reproduction et, en particulier, il n'effectue
pas de croisements.
Réponse 2 --- revenir à la Question 2
On peut voir qu'un grand nombre d'individus ne sont pas retenus lors du choix des reproducteurs : la variabilité génétique
doit fatalement diminuer. De plus, le choix se faisant sur le phénotype
des individus, on peut penser que les allèles récessifs
non exprimés, sont plus facilement éliminés que les
dominants..
Réponse 3 --- revenir à la Question 3
Avec la réduction de la variabilité génétique,
les possibilités de créer des variétés réellement
nouvelles et différentes des précédentes sont réduites;
elles reposent essentiellement, chez les autogames strictes, sur les mutations
spontanées, et celles-ci sont rares. La sélection massale
a été progressivement abandonnée pour cette raison..
Réponse 4 --- revenir à la Question 4
Si l'on persiste à ne sélectionner des individus qu'à l'intérieur d'une même population, on a vu qu'on
ne peut qu'avoir une réduction de la variabilité génétique.
Il faut donc, pour introduire des gènes nouveaux, effectuer des
croisements avec des individus issus de populations différentes:
il s'agit de réaliser des croisements intraspécifiques
(à l'intérieur d'une même espèce)..
Réponse 5 --- revenir à la Question 5
Oui, cela pose des difficultés: les autogames sont en principe autofécondés.
Les hybridations devront être réalisées par
le sélectionneur qui devra empêcher également les
autofécondations.
Réponse 6 --- revenir à la Question 6
Opérations à réaliser :
1- choix des lignées parentales qui devront servir de parents mâles et femelles,
2- castration de la lignée femelle : le blé possédant
des fleurs bisexuées, il est nécessaire de détruire
les organes mâles avant leur maturité afin d'empêcher
toute autofécondation,
3- collecte du pollen sur la lignée mâle,
4- fécondation du parent femelle par le pollen mâle
recueilli auparavant..
Réponse 7 --- revenir à la Question 7
Les croisements de parents lignées pures donne toujours des hybrides
vrais ou F1 qui sont hétérozygotes à 100 %, tous semblables entre eux et, en principe, beaucoup plus vigoureux que leurs parents, tout en ayant conservé les principaux caractères de ceux-ci.
REPONSES (suite)
Réponse
8 --- revenir à la Question 8
En favorisant les autofécondations, les hybrides vont donner des individus
de plus en plus homozygotes ; les lignées pures pouvant être
reconstituées en 6 à 8 générations (voir Question 2 de l'exercice sur l'autofécondation et autogamie).
Réponse
9 --- revenir à la Question 9
Nous savons que les F1 sont tous semblables : par conséquent, il n'est
pas possible de faire un choix parmi eux. Par contre en F2, les individus
présentent des phénotypes très variés, parmi
lesquels on pourra distinguer ceux qui ont un intérêt éventuel
pour le sélectionneur. L'origine de cette grande diversité
dans les F2 est la disjonction des caractères (2e loi de Mendel
ou 'loi de ségrégation').
L'hybridation intraspécifique (entre individus d'une même espèce)
entre des lignées distinctes d'une même espèce
autogame permet de créer l'hétérogénéité nécessaire au travail du sélectionneur. A partir de la
génération F2, cette hétérogénéité
entre les individus, est observable (les F1 étaient
eux tous semblables et ne permettaient pas au sélectionneur d'effectuer
un choix), aussi dès ce moment le sélectionneur va éliminer
certaines lignées et ne conserver que celles qui présentent
un intérêt particulier. Bien entendu, ce tri
entraîne inévitablement une perte d'une partie de la
diversité apparue auparavant. Il faut noter, de plus, que l'hybridation
intraspécifique ne permet d'attendre que peu de progrès,
si les lignées parentales choisies sont proches génétiquement
(génotypes voisins car ayant la même origine). C'est
pourquoi
les sélectionneurs cherchent à accroître la variabilité des espèces grâce à l'introduction de gènes
rencontrés dans des espèces voisines ('hybridation interspécifiques'),
ce qui est possible actuellement grâce aux biotechnologies. Plusieurs recherches sont orientées vers la détection précoce d'hybrides interspécifiques..
Réponse 10 --- revenir à la Question 10
Pour être transmis et s'exprimer obligatoirement, un allèle doit être à l'état homozygote. Il s'agit donc de trier dans les individus F2 et leurs descendants, ceux chez qui les allèles recherchés sont exprimés, et de les autoféconder durant 6 à 8 générations afin d'être sûr de leur homozygotie.
Réponse 11 --- revenir à la Question 11
1. 'L'épi-ligne': c'est une ligne où sont semés les grains d'un même épi.
'La famille de lignées': pour une année donnée, correspond
à un ensemble de 'lignes-épis' provenant de plants d'une
même 'ligne-épi' de l'année précédente.
2.
En F3, on élimine les « lignes-épis » qui
apparaissent hétérogènes. De la même façon,
en F4 et après, on élimine les lignes-épis, voir
les familles entières, si elles se montrent hétérogènes.
La raison est qu'on recherche de l'homogénéité,
ce qui est le signe de l'homozygotie des caractères.
3. Il y a plusieurs contraintes d'après le document
: tout d'abord, on remarque que l'implantation des lignes demande
beaucoup de rigueur, ensuite on peut observer que la quantité de
semence récoltée s'accroît, la surface nécessaire
également, mais le suivi doit toujours être aussi sérieux.
On comprend donc qu'il est impératif, pour le sélectionneur,
de détecter et d'éliminer au plus tôt les lignées
non conformes (plus il attend, plus le préjudice financier est grand).
La technique de sélection des autogames consiste à étudier la descendance d'individus choisis parmi les F2. Pour cela, on va les multiplier par autofécondation durant plusieurs générations (6 à 8) dans le but d'obtenir des lignées homozygotes
possédant les caractères recherchés. On s'intéresse
donc au génotype d'individus descendants les uns des autres
; c'est pourquoi ce type de sélection est appelé 'sélection
généalogique ou génotypique'.
Chaque individu de chaque génération doit être parfaitement
identifié dans la généalogie, ce qui oblige le sélectionneur
à respecter la filiation dans les parcelles d'essais.
Principe de la sélection généalogique
après hybridation (exemple du blé)
Après hybridation, on a obtenu des hybrides F1 qui n'ont pas pu faire l'objet d'une sélection car ils sont tous semblables.
Sur les F1 autofécondés, on a pu ensuite récolter des épis F2 ; les plantes F2 qui en sont issues, sont très hétérogènes
(disjonction des allèles) et vont faire l'objet d'une
sévère sélection. Chaque épi F2 est semé
sur une ligne ('ligne-épi') et on ne conserve que les semences
(F3) des plantes possédant
les caractères recherchés (250 plantes sur 5 000 soit =
5%) : de nombreuses lignées sont éliminées. Les graines
(F4) récoltées sur les plantes F3 vont être placées
en 'familles de lignées' dont les grains seront récoltés
en mélange (il convient donc de conserver ou bien d'éliminer
toute une famille). A partir de la génération F5, les lignées
sont plus homogènes et les essais prennent en compte des résultats
quantitatifs (rendements) obtenus sur des 'microparcelles'. Les années
suivantes (F6 à F8), la sélection va se poursuivre
dans des milieux très divers (sols et climats variés) afin
d'étudier davantage de caractères (comparaison par
rapport à des témoins, contamination par des maladies, résistance
aux facteurs climatiques, etc).
Enfin les générations F9 et F10 subiront les tests nécessaires
à l'inscription des nouvelles variétés ce qui
montre qu'il faut au moins une dizaine
d'années pour mettre au point une variété.
Réponse 12 --- revenir à la Question 12
1. Vrai.
2. Faux. Non, elle apparaît à la F2.
3. Vrai.
4. Vrai. En particulier les techniques dites de « transfert de gènes
».
5. Vrai.
6. Faux. Ce sont les semences F4 que l'on trouve sur les plantes
F3.
7. Vrai.
8. Faux. On ne conserve qu'une graine par plante, quel que soit le
nombre
d'épis.
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