Polyploïdie et Haploïdie chez les plantes
عديدية الصيغة الصبغية وأحادية الصيغة الصبغية عند النبات
Polyploidy and haploidy in plants
Les altérations de la mitose affectent le nombre des chromosomes et des gènes. Ce processus est exploité en amélioration
génétique des plantes pour exprimer des traits agronomiques particuliers.
| French |
Arabic |
English |
| Haploïdie |
أحادية الصيغة الصبغية |
Haploidy |
| Diploïdie |
ثنائية الصيغة الصبغية |
Diploidy |
| Polyploïdie |
عديدية الصيغة الصبغية |
Polyploidy |
| Mitose |
إنقسام غير مباشر |
Mitosis |
Mitose normale إنقسام غير مباشر طبيعي
- Au départ, chaque cellule porte deux copies de chaque chromosome (une copie provenant de chaque parent). les chromosomes d'un individu sont associés par paires, ce sont des chromosomes homologues.
L'individu est diploïde (2n). Une cellule diploïde possède deux copies d'un même gène, une sur chaque chromosome de la paire d'homologues : ce sont les allèles. Lors de la séparation des chromosomes homologues par méiose, il y a également séparation des allèles. Chaque gamète ne peut recevoir que l'un ou l'autre des deux allèles d'un même gène.
- Avant la mitose, les chromosomes sont répliqués.
- Durant la mitose, les chromosomes sont partagés entre les
ceux cellules filles.
- Les cellules-filles portent donc le même nombre de chromosome
que la cellule-mère
Les
erreurs de la mitose et le changement du stock chromosomique et apparition de la polyploïdie
أخطاء الانقسام غير مباشر و ظهور عديدية
الصيغة الصبغية
Une cellule tétraploïde (4 copies de chaque chromosome) apparaît suite à une mitose sans division cellulaire.
- Chacun des chromosomes est répliqué avant la prochaine mitose.
- Les cellules polyploïdes sont généralement plus volumineuses que les diploïdes.
- Les plantes polyploïdes donnent généralement (mais pas toujours) des fruits plus gros que les plantes diploïdes.
La colchicine et la polyploïdisation
الكولشيسين و ظهور عديدية الصيغة الصبغية
Durant les années 1930, la colchicine est utilisée pour provoquer la polyploïdie.
La
colchicine est un alcaloïde tricyclique très toxique, extrait au départ des colchiques (plantes du genre Colchicum), principalement le colchique d'automne. Elle se fixe sur les microtubules cellulaires (tubuline) et bloque la division cellulaire à la métaphase, empêchant la formation des fibres fusoriales (fuseau achromatique) et la séparation des chromosomes accolés au niveau de la plaque équatoriale. Etant un
anti-inflammatoire, la colchicine est utilisée comme médicament contre la goutte (arthrite qui se produit suit au dépôt de l'acide urique dans les articulations en raison d'une élimination
trop lente).
Stérilité. Rétablissement de la fertilité par polyploïdisation
العقم النباتي. استرجاع الخصوبة عبر عديدية
الصيغة الصبغية
La stérilité peut subvenir en réalisant des croisements entre espèces voisines, mais les hybrides ne sont généralement pas fertiles.
- Les cellules hybrides peuvent se multiplier par mitose, et la plante peut croître.
- Cependant, chez l'hybride, la méiose ne fonctionne pas car il n'y a qu'une copie de chaque chromosome des deux espèces parentales.
- L'hybride est donc généralement stérile. Exemple: le blé et le seigle peuvent être croisés, mais leur descendance est stérile.
- Si une hybridation est suivie d'une polyploïdisation, les cellules
contiennent deux copies des chromosomes de chacune des espèces
parentes. Elles sont donc susceptibles d'entrer en mitose.
- Ceci permet d'obtenir des hybrides fertiles entre espèces
voisines.
- Exemple: le triticale résulte d'une hybridation entre le
blé et le seigle. Cette plante résiste mieux à
la sécheresse que le froment (blé ordinaire) et donne
des rendements meilleurs.
Amélioration
génétique des plantes par modification quantitative
du génotype
التحسين الوراثي عبر التغيير الكمي للصبغيات
La
modification quantitative du génotype concerne la polyploïdie
et l'haploïdie.
Polyploïdie
Plus de la moitié des plantes supérieurs sont des polyploïdes, notamment les espèces pérennes et les plantes domestiquées.
Par rapport à une cellule diploïde, une cellule polyploïde correspondante est plus grande avec un pourcentage en eau plus élevé. Ceci se traduit par des appareils végétatifs (feuilles, tiges, racines) et reproducteurs (fleurs, fruits) de grand volume et se développant plus lentement. De ces traits, découle l'intérêt de provoquer artificiellement la polyploïdie à l'aide de la colchicine.
De nombreuses plantes cultivées sont naturellement polyploïdes. C'est le cas de la luzerne (tétraploïde), la pomme de terre (tétraploïde), le blé (hexaploïde) et certaines variétés de pommier qui sont triploïdes.
L'intérêt de la polyploïdie est double:
- Amélioration quantitative du rendement
- Restauration de la fertilité des hybrides interspécifiques
Variation du nombre chromosomique
Définition :
Le génome (x) correspond au nombre chromosomique de base, un
ensemble complet de chromosomes hérités d'un parent
en tant qu'unité. Dans chaque génome, chaque chromosome
est représenté une fois.
- Nombre somatique de chromosomes: 2n
- Nombre gamétique de chromosomes: n
- nombre de base de chromosomes ou génome: x
Exemples: trois espèces d'avoine :
| Espèce |
2n |
n |
x |
Niveau
de ploïdie |
| Avena
strigosa |
2n=14=x |
7 |
7 |
Diploïde |
| Avena
barbata |
2n=28=4x |
14 |
7 |
Tétraploïde |
| Avena
sativa |
2n=42=6x |
21 |
7 |
Hexaploïde |
Polyploïdisation.
Différents types
La
polyploïdie comporte deux types:
-
Euploïdie : Le changement dans le nombre de chromosomes implique tout le stock chromosomique.
-
Aneuploïdie : La modification du nombre de chromosomes ne touche qu'une partie du génome, seulement, c'est ainsi qu'on peut avoir un ou deux chromosomes en plus ou en moins.
I- Euploïdie :
Le changement dans le nombre de chromosomes implique tout le stock chromosomique. L'euploïdie comprend deux types : les autopolyploïdes et les allopolyploïdes.
1- Autopolyploïdie ou Autoploïdie: Duplication des chromosomes d'une même espèce (même génome). Elle se produit spontanément (non-disjonction des chromosomes
au moment de la méiose) ou artificiellement (par traitement à la colchicine ou par croisement entre diploides et tétraploides: 2x X 4x = descendance 3x (stérile, fruits sans graine) par dédoublement chromosomique. Elle a lieu au niveau des gamètes non réduites.
- But: dupliquer artificiellement les chromosomes d'une plante, afin
d'obtenir une augmentation de rendement.
Caractéristiques : (= gigantisme)
- cellules et noyaux volumineux ;
- tiges épaisses ;
- feuilles épaisses, large et de couleur verte foncée ;
- grandes fleurs et grandes graines ;
- racines plus développées
Cependant::
- Il y'a réduction de la fertilité ce qui entraîne
une faible production de semences, due à des désordres
dans la formation des grains de pollen, de la fécondation ou
le développement de l'embryon.
- moins de vigueur que les parents diploïdes possédant un
nombre de chromosomes de base déjà élevé.
- la génétique des autoploïdes est plus complexe
que celle des diploïdes.
Exemple: soit un locus à deux allèles : A et a
Diploïdes : 3 génotypes : AA ; Aa ; aa
Autotétraploïdes : 5 génotypes possibles selon le nombre d'allèles dominants A :
Exemples de plantes autopolyploïdes:
- Pomme de terre : 4x, 48 chromosomes (tétraploïde)
- Banane: 3x, 33 chromosomes (triploïde)
- Cacahuète: 4x, 40 chromosomes (tétraploïde)
- Patate douce: 6x, 90 chromosomes (hexaploïde)
