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HAL Id: tel-00688812 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688812 Submitted on 18 Apr 2012 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Création de lignées haploïdes doublées de maïs par gynogenèse induite in situ : amélioration de la méthode et intégration dans les schémas de sélection Jacques Bordes To cite this version: Jacques Bordes. Création de lignées haploïdes doublées de maïs par gynogenèse induite in situ : amélioration de la méthode et intégration dans les schémas de sélection. Biologie végétale. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. Français. NNT : 2006CLF21646. tel-00688812 UNIVERSITÉ BLAISE PASCAL UNIVERSITÉ D'AUVERGNE N° D. U. 1646 Année 2006 ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA SANTÉ N° d'ordre 436 Thèse Présentée à l'Université Blaise Pascal pour l'obtention du grade de DOCTEUR D'UNIVERSITÉ (Spécialité : Agronomie et Génétique quantitative) soutenue le 13 avril 2006 Jacques BORDES Création de lignées haploïdes doublées de maïs par gynogenèse induite in situ : amélioration de la méthode et intégration dans les schémas de sélection Directeur de thèse : Robert DUMAS de VAULX JURY Président Paul NICOLAS Professeur Université Blaise Pascal Rapporteurs Claire DORÉ Directeur de Recherche INRA Versailles Alain CHARCOSSET Directeur de Recherche INRA Le Moulon Examinateurs Robert DUMAS de VAULX Directeur de Recherche INRA Clermont-Fd André GALLAIS Professeur émérite INA Paris-Grignon Antoine LAMBERT Directeur de Recherche Limagrain Invité Michel BECKERT Directeur de Recherche INRA Clermont-Fd UMR 1095 INRA/UBP Amélioration et Santé des Plantes – INRA Clermont-Ferrand i Remerciements Ce travail représente l'objectif que je m'étais fixé initialement, qui était de faire une synthèse des principaux résultats acquis depuis une dizaine d'années, par l'équipe de sélection du groupe "Biologie du développement du maïs". Ce groupe, dont faisait partie Robert Dumas de Vaulx, Directeur de l'unité, était animé par Michel Beckert. Je les remercie très sincèrement tous les deux. Robert m'a permis d'engager ce travail de thèse et a accepté d'en être le Directeur. Michel m'a accordé sa confiance et a eu un rôle important d'encadrement. L'équipe, placée sous la responsabilité de Maurice Pollacsek puis de Michel Beckert, était constituée d'Annie Lapierre, qui s'est beaucoup investie dans ce travail et a assuré en grande partie la gestion du matériel végétal et la logistique des opérations, Jean François Charmet, Bernard Coudert et Daniel Saint André, auxquels se sont joints momentanément, Laurent Falchetto et Delphine Boyer. Toutes ces personnes ont participé à l'ensemble des travaux évoqués au cours de cette étude et qui ont fait l'objet d'échanges fréquents avec la seconde équipe du groupe, Pierre Barret et Michèle Brinkmann. Je remercie particulièrement Pierre pour ses conseils et pour ses qualités relationnelles. La réalisation des différentes opérations a fait appel à des collaborations, locales avec les équipes du Domaine, des Installations Expérimentales et d'Agri Obtentions, et extérieures avec les équipes du réseau expérimental de l'INRA. Je remercie Robert Dumas de Vaulx, Michel Beckert et Gilles Charmet, responsables successifs de l'Unité, ainsi que Maurice Pollacseck, responsable de l'équipe jusqu'à son départ à la retraite en 2001, de m'avoir permis de réaliser cette thèse dans les meilleures conditions et de l'aide qu'ils m'ont apportée par la suite. Je remercie Paul Nicolas d'avoir soutenu et présenté mon projet pour sa validation au conseil scientifique de l'école doctorale et d'avoir accepté de présider le jury. Je remercie Alain Charcosset, responsable du "Groupe Maïs" de l'INRA, d'avoir toujours soutenu l'intégration de la technique "HD" dans les programmes du groupe, notamment dans le cadre du projet industriel et de PROMAÏS. C'est en grande partie cette source de financement qui a permis, depuis 1997, la poursuite des travaux sur l'intégration de la gynogenèse in situ dans les programmes de sélection. En plus des différentes charges qu'il doit assurer, il a su me consacrer du temps pour la définition de mon projet et a accepté d'en être rapporteur. Je n'aurais jamais pu, sans l'aide d'André Gallais, aborder du point de vue de la génétique quantitative, l'intégration de l'HD en sélection. Depuis plus de deux ans, je suis devenu un de ses "étudiants". En effet, il est fréquent qu'à une question me paraissant anodine, la réponse soit un véritable cours, me démontrant que le point soulevé est en fait d'une grande importance. Je le remercie pour son aide précieuse et sa disponibilité. Enfin, j'ai une pensée particulière pour Claire Doré qui depuis 1996 m'a fait profiter, de sa grande connaissance des différentes techniques liées à l'haploïdie et de sa maîtrise de la langue française. Quelles que soient les circonstances et quels que soient le jour et l'heure, Claire a répondu à mes nombreuses interrogations. Je la remercie chaleureusement pour toute l'aide qu'elle m'a apportée et d'avoir accepté, malgré ses "soucis" actuels, d'être rapporteur. ii Ce travail, qui a bénéficié d'un partenariat avec l'association PROMAÏS, a toujours suscité un intérêt de la part de son président, Monsieur Jean Pierre Monod et de son secrétaire général, Philippe Carré. Je remercie Antoine Lambert (Limagrain Genetics), l'animateur du groupe "HD PROMAÏS" pendant toute la durée du partenariat, d'avoir accepté de faire partie du Jury. Durant cette période, de nombreux échanges se sont noués avec les différentes firmes souhaitant intégrer l'haplométhode dans leur programme de sélection. Je remercie les principaux acteurs de cette collaboration : Mme De Volf, Mrs Brassard, Lambert et Vimont de Limagrain Genetics (Verneuil Semences); Mrs Baratin, Bizard et Moreau de Caussade Semences; Mrs Devaud, Gelez, Gaillard et Taillardat de Maïsadour Semences; Mme Bonnecuelle et Mr Lefèvre de R2n-RAGT; Mrs Fèvre et Bettinger de Euralis Semences. Le partenariat, dans le cadre du projet industriel INRA-Agri Obtentions, a permis de développer des collaborations actives avec : d'une part Agri Obtentions et notamment Pierre Henry Auriel le responsable de l'équipe URAO 63, René Rougier, Freddy Lardière et récemment Thierry Seguin. Je remercie Louis Forêt son Directeur et Jean-Pierre Jaubertie son Directeur technique, d'avoir décidé avec Alain Charcosset, de poursuivre la production de lignées haploïdes doublées à Clermont-Ferrand; et d'autre part avec les collègues du groupe maïs de l'INRA et notamment Cyril Bauland, Jacques Laborde, Dominique Denoue et les différentes équipes de Mons, Le Moulon, Lusignan, Saint Martin-de-Hinx et Montpellier. Je voudrais aussi souligner les collaborations efficaces avec Denis Glochon pour les générations d'hiver au Chili. Le travail d'une équipe, au sein d'une Unité de recherche, fait appel à différents services. Je voudrais remercier : Josiane Bonnemoy pour ses réponses rapides et pertinentes concernant la documentation, Monique Maronne, Patricia Tixier-Leyre et Valérie Béringer du secrétariat pour leur disponibilité malgré des périodes quelquefois "chargées" et leur bonne humeur, Isabelle Lhommet et Annie Rigaud du service comptabilité gestion pour leur prise en compte rapide des demandes et leur amabilité. Je remercie Amandine de son aide pour la reliure. J'ai une pensée pour ma mère... J'associe mon père et ma famille. Je remercie mes jeunes partenaires de tennis de l'INRA, anciens thésards pour la plupart, pour leurs conseils avisés d'avant soutenance et mes partenaires plus anciens du Stade Clermontois d'avoir manifesté pendant cette période un certain intérêt pour la sélection du maïs. Je remercie mes amis Clermontois pour leurs conseils pour certains, leur soutien et leurs encouragements. J'ai une pensée particulière pour mes amis corréziens, notamment ceux de l'amicale "CANO". Enfin, si ce travail présente un intérêt, je le dédie à ceux pour lesquels je n'ai pas eu la disponibilité que l'on est en droit d'attendre d'un mari ou d'un père de famille, Françoise, Julie, Etienne, François, Baptiste, Clément. iii Sommaire INTRODUCTION 1 I - SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE 5 A : L'amélioration du maïs 5 1. Les variétés hybrides 5 1.1 Les principaux groupes génétiques 7 1.2 L'aptitude à la combinaison entre ces groupes 7 1.3 La création des variétés hybrides 7 2. La création de lignées pures 8 2.1 Principe général de la production de lignées parentes de variétés 8 2.2 La création de populations de lignées recombinantes 9 3. L'amélioration des populations par sélection récurrente 9 4. L'étude des déséquilibres de liaison et de l'épistasie 10 6. Conclusion 11 B : L'haplodiploïdisation 12 1. Définition 12 2. Techniques d'obtention d'haploïdes chez le maïs 12 2.1 La culture in vitro 13 2.2 Les traitements physiques et chimiques 14 2.3 Les croisements interspécifiques 14 2.4 Les croisements intraspécifiques avec des génotypes particuliers 14 3. Identification des plantes haploïdes 15 3.1 Utilisation des caractéristiques morphologiques 16 3.2 Utilisation de transgènes 16 3.3 Utilisation de marqueurs génétiques dominants 17 3.4 Utilisation de marqueurs génétiques récessifs 18 4. Doublement du stock chromosomique des plantes haploïdes 19 4.1 La diploïdisation spontanée 20 4.2 Le doublement induit 20 5. Obtention d'une descendance = lignée strictement homozygote 20 6. Avancées du laboratoire et points à améliorer 21 C: Conclusions de la synthèse bibliographique et objectifs de l'étude 23 uploads/Geographie/ def.pdf