Ce cours relate les notions de bases sur la biodiversité (Biodiversity; التنوع البيولوجي) et la diversité génétique (Genetic diversity, التنوع الوراثي) des espèces. Les marqueurs biochimiques et Moléculaires générés par électrophorèse, comme les isoenzymes sont utilisés pour évaluer la diversité génétique et permettre ainsi de tracer des stratégies de conservation des espèces. L'exemple du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.) est souvent donné pour illuster des aspects pratiques locaux.
Liens utiles:
- diversité génétique. Introduction
- Biodiversité
et diversité génétique. Articles
- Marqueurs
de la diversité génétique
- Paramères
de la diversité génétique
- Diversité
génétique du palmier par isoenzymes (par Biosys-1)
-
Electrophorèse de l'amylase, RAPD. Contrôle S5 (2011)
Cours
Ce cours type a été programmé pour le D.E.S.A (Diplôme
d'Etudes Supérieurs Approfondies) à l'Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc. Il porte sur l'étude, la structuration
et conservation de la diversité des ressources génétiques.
Ces actions font appel à l'utilisation des marqueurs
biochimiques et Moléculaires, comme moyens de détection
de cette diversité. Ainsi, les chapitres suivants sont plus
ou moins développés, selon le volume horaire destiné
pour cet enseignement. ......
- La diversité génétique comme composante essentielle
de la biodiversité.
- Importance de la diversité des gènes et des espèces.
- Menaces pesant sur la diversité des gènes et des espèces.
- La recombinaison génétique = 'moteur de la diversité génétique'.
- Conservation des ressources génétiques.
- Moyens d'étude de la diversité génétique.
Les marqueurs biochimiques et Moléculaires, outils d'étude de la diversité génétique
- isoenzymes
- RFLP
- RAPD
- AFLP).
Polymorphisme enzymatique comme moyen d'étude de la diversité des populations.
1.Origines de la variation détectée par électrophorèse.
2. Principes de détection des isoenzymes.
3. Origines de la diversité des isoenzymes (loci multiples, allélisme multiple, interactions entre loci, isoenzymes secondaires...).
4. Interprétation des zymogrammes.
Zymogramme des estérases des folioles du palmier dattier
زيمغرام أنزيمات الأسترة المستخلصة من أوراق نخيل التمر
5. Polymorphisme au sein des populations et distances génétiques
(fréquences génotypiques et fréquences alléliques, diversité au niveau intra-population,
diversité interpopulation.
6. Structuration de la diversité et conservation des ressources
génétiques.
تعدد الأشباه الأنزيمية كوسيلة لدراسة التنوع الوراثي للمجموعات: |
Des exemples d'application sont souvent donnés sur quelques espèces végétales comme le palmier dattier, date palm, نخيل التمر (Phoenix dactylifera L.).
L'électrophorèsereste actuellement l'une des méthodes de séparation et d'analyse les plus utilisées dans le domaine biologique. Pour les travaux pratiques programmés pour les niveaux du D.E.S.A (Diplôme d'Etudes Supérieures Approfondies), les notions élémentaires et le principe de l'électrophorèse sont considérés comme acquis lors des cours théoriques précédents. Ce document donne un rappel succinct de la technique.
Pour approfondir les connaissances sur les différentes variantes de l'électrophorèse, il est recommandé de consulter d'autres références
Travaux pratiques sur la diversité génétique du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.)
Le travail pratique (TP) du D.E.S.A "GESTION ET AMENAGEMENT DES ECOSYSTEMES NATURELS ET ANTHROPISES EN ZONES ARIDES ET SEMI-ARIDES" s'effectue sur une durée de 3 jours et porte sur une thématique en rapport avec les activités de recherche du Laboratoire de Biochimie et Biotechnologies des Plantes (BBP). L'organisation du TP portant sur la diversité génétique du palmier dattier, consiste à former 2 groupes d'étudiants (nombre: 4-5) qui seront chargés, chacun, de traiter un sujet précis relevant de la diversité génétique des populations. Les deux sujets sont complémentaires l'un de l'autre. Les résultats obtenus par les 2 groupes seront, ensuite, rassemblées pour dégager une information générale sur le thème proposé.
Sujet: Vers la connaissance de l'origine de la palmeraie de Marrakech à l'aide de l'outil isoenzymatique
Supports :
1.Polycopié détaillé.
2. Cassete vidéo sur la technique d'électrophorèse pratiquée au laboratoire BAP (production BAP 2000) pour l'investigation
de la diversité génétique des plantes et VCD électrophorèse..
3. Données brutes des génotypes isoenzymatiques
des palmeraies marocaines.
4. Données bruts des génotypes de lots de plants
de palmier dattier issus de croisements dirigés.
5. Ordinateurs pour traiter les résultats avec le logiciel BIOSYS 1.
6. Matériel et produits nécéssaires
la collection de folioles de palmier dattier, l'électrophorèse
et la révélation des isoenzymes.
Collection du matériel végétal
Munis de sachets et d'un bac de glace, les étudiants visitent la zone de la palmeraie la plus proche du Laboratoire pour échantillonner
les folioles de palmier dattier (1 foliole par arbre). Le prélèvement
concerne au moins 40 palmiers adultes. Les folioles sont numérotées
et conservées dans le bac à glace. D'autre part, les
étudiants effectuent des prélèvements de feuilles
sur quelques lots de plants de palmiers dattier issus de graines provenant
de croisements dirigés connus. Tout le matériel végétal
collecté servira dans l'étape d'extraction des enzymes
en vue de l'étude du polymorphisme isoenzymatique.
Extraction des enzymes à partir des feuilles de palmier dattier
Les feuilles, préalablement prélevées (environ 0.25 g) sont découpées et broyées dans un tampon de pH déterminé (voir polycopié). Cette opération est réalisée à froid (mortiers maintenus dans la glace). Les extraits sont centrifugés. Le surnageant, riche en enzymes, est conservé à froid juqu'àl'étape d'électrophorèse, technique d'investigation de la diversité génétique.
Electrophorèse et révélation des isoenzymes (lien: Isoenzymes marqueurs)
Les différents extraits enzymatiques sont déposés dans des puits aménagés sur les gels de polyacrylamide qui servent de supports de séparation des isoenzymes. L'électrophorèse s'éffectue à 180 V dans des conditions non dénaturantes.
Un cryostat permet de maintenir une température proche de 4°C par circulation d'eau dans la cuve. Une fois l'électrophorèse est terminée, les gels contenant les isoenzymes séparéees sont incubés en présence des substrats de différentes enzymes. Les enzymes étudiées sont les estérases
(EST), endopeptidases (ENP) et glutamate oxaloacétate transaminase (GOT). Plus de détail sur la révélation des isoenzymes
Traitement informatique des données:
3 fichiers sont constitués à l'aide de l'éditeur
DOS. Ils sont appelés 'pal_grov', 'pal_loc' et 'pal_sem' et permettent, respectivement, de comparer la diversité génétique de la palmeraie de Marrakech, 13 autres palmeraies Marocaines, aux palmeraies de 4 localités et à 11 lots de plants issus de croisements dirigés entre parents connus. Les étudiants saisissent, dans l'ordre, les génotypes des loci Est 1 (pour EST), Got2 pour GOT) et Enp
(pour ENP) correspondant à tous les palmiers dattier de la population de Marrakech. Les génotypes des individus d'autres palmeraies out lots de plants (disponibles au BAP) sont ajoutés
aux fichiers correspondants. Le logiciel BIOSYS 1 calculera les variables
(indices) de la diversité génétique, les
coefficients de similarité et distances génétiques,
les F-statistiques et les dendrogrammes.Liens:
1/ Aperçu sur la diversité
génétique du palmier dattier au Maroc.
2/ Palmier dattier au Maghreb
3/ Palmeraies au Maroc
4/
Date palm diversity and resistance
to diseases (Maladies du palmier dattier et rôle de la diversité génétique)
Faculty of Sciences, Cadi Ayyad University
Marrakech, 40000, Morocco
Email: baaziz@uca.ac.ma
Phone: 212524434649 (post 513)
Fax: 212524434669