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Introduction (rappels) Historique et évolution de l’amélioration des plantes La

Introduction (rappels) Historique et évolution de l’amélioration des plantes La sélection végétale a commencé lorsque l’Homme a appris à choisir des plantes capables de le nourrir et de nourrir son bétail. Les méthodes de sélection pratiquées par l’Homme aux début de la domestication des plantes semblent être primitives par rapport à celles utilisées de nos jours par les sélectionneurs. Les formes modernes de l’amélioration des plantes sont apparues aux XIXéme siècle après un long processus d’élaboration d’une méthode de sélection. Domestication inconsciente →jardinage →échange →codification de l’agronomie→ maitrise des descendances renforcée par les premières lois génétiques → développement de l’amélioration des plantes en tant que science et éruption des biotechnologies. Les repères historiques de la sélection Progrès des connaissances 1676. Découverte du rôle des organes sexuels chez les végétaux par Millington-Grew. 1880. Visualisation des chromosomes par Strasburger-Boveri, et mise en évidence de leur implication dans la division cellulaire. 1900. Mise en application des lois de Mendel sur l'hérédité. Ses travaux sur le croisement de deux variétés de petits pois définissent les règles de base de la génétique. C'est la naissance de la sélection des plantes. 1902. Découverte de la totipotence des cellules végétales par Haberland. Un tissu végétal est capable de régénérer une plante. 1908. Découverte de l'intérêt des hybrides par Shull sur le maïs. Le croisement de deux lignées permet d'obtenir un hybride qui exploite l'hétérosis. 1953. Description de la structure en double hélice de l'ADN par Watson et Crick. 1960. Découverte du code génétique par Crick, Nirenberg, Mathaeri et Ochoa. 1965. Découverte des enzymes de restriction par Aber, Smith et Nathans. Ces protéines coupent l'ADN au niveau de sites particuliers. 1977. Découverte du transfert de gènes par des agrobactéries, bactéries du sol pathogènes de nombreuses espèces végétales, par Schell. Il a montré que la virulence de ces bactéries est due à un transfert de gènes de la bactérie vers les cellules végétales. Progrès des techniques Les progrès des connaissances ont permis ensuite de mettre au point les techniques. Voici quelques exemples d’application : 1911. Notion de liaison génétique par Morgan. Il démontre que les gènes sont disposés de façon de façon linéaire sur les chromosomes et que de plus, lorsqu'ils sont situés sur le même chromosome, ils sont transmis à la descendance comme une seule unité. On dit qu'ils sont liés. 1935. Première carte génétique partielle du maïs par Emerson. 1950. Première technique de culture in vitro. Il s’agit de la technique de la multiplication végétative, développée par Morel et Martin, sur la pomme de terre. 1961. Illustration des principes d'analyse des locus impliqués dans la variation des caractères quantitatifs, par Thoday. 1964. Premières cultures de cellules sexuelles mâles chez le Datura innoxia, par G u h a e t M a h e s h w a r i . E l l e s o u v r e n t l a v o i e à l a p r o d u c t i o n d e p l a n t e s haploïdes. 1975. Description de la méthode de Southern, du nom de son inventeur. Le principe de la technique repose sur l'hybridation de l'ADN avec une sonde d'ADN marquée. 1978. Première fusions de protoplastes, par Melchers. Elles permettent de s’affranchir partiellement de la barrière entre espèces. 1983. Premiers tabacs transgéniques obtenus en même temps par une une équipe belge et une équipe américaine. Origine de la variabilité génétique La biodiversité est le résultat des modifications de génome des différentes espèces au cours de l'évolution. Ces modifications sont les mutations, de différents types. Elles se produisent spontanément ou sous l'influence d'agents mutagènes. Elles sont généralement réparées, ou la cellule est détruite, mais parfois elles échappent à ces systèmes et se transmettent. Définition de référence de la variation génétique: L'apparition de variantes génétiques (allèles, gènes ou génotypes). La variation génétique est due aux changements dans la composition génétique, à distinguer des différences dues aux facteurs du milieu. variation Ensemble des différences individuelles dues à la variabilité de la composition génétique et (ou) du milieu influençant chaque individu. Les différences quantitatives sont exprimées par la variance. variation Ensemble des différences entre individus de la même espèce dues à la variabilité de leur composition génétiques ou du milieu dans lequel ils se sont développés. • Notion de gène Le gène est un segment d’ADN qui constitue l’unité de transmission héréditaire de l’information génétique. Un gène est une entité contenant de l’information nécessaire à la synthèse d’une macromolécule : ARN ou polypeptide. Il peut parfois permettre à lui seul l’expression d’un caractère pour cela un gène est souvent qualifié « d’unité de fonction ». L’emplacement d’un gène sur le chromosome est appelé locus. Un gène peut exister sous plusieurs formes dites formes allèles. Lorsqu’un caractère ou une fonction dépendent de plusieurs gènes, on dit qu’il est polygénique. Il arrive parfois qu’un gène contrôle plusieurs caractères, par exemple par l’intermédiaire d’une enzyme unique mais impliqué dans plusieurs réactions : on dit qu’il y a pléiotropie. Il existe des cas où un gène contrôle le fonctionnement d’un autre gène : c’est le cas dans le phénomène d’épistasie. On appelle génome l’ensemble de gènes d’un individu (entité génétique) et génotypes la combinaison d’allèles sous la forme desquels se trouve les gènes. Le phénotype correspond aux caractères exprimés par l’individu et résulte de la nature du génotype et des conditions de l’environnement. L ’amélioration des plantes: un art et une science 1- Définition L'amélioration de plantes se définie comme étant une évolution dirigée ou un ajustement des plantes pour répondre mieux aux besoins de l’homme. C’est un métier qui aussi vieux que le monde, en effet Harlan (1975) disait que l’homme s’initia à l’amélioration des plantes et à celle des animaux dès l’instant où il prit la décision de choisir entre plusieurs individus qui se présentaient à lui et ceci probablement pour se nourrir. Ces choix ont contribués grandement à la survie et à l’évolution de la société humaine. Ce travail primaire de sélection était long et imprécis, parce que non basé sur des critères reconnues de tous. Ce métier tenait plus de l’art qui est propre à chaque “sélectionneur” que de la science. Il en fût ainsi jusqu’à l’avènement des lois de Mendel sur l’hérédité des caractères simples, qui furent découvertes, acceptées et appliquées dès le début du vingtième siècle, à l’amélioration des plantes. Malgré cela, ce métier restait un art dans lequel les “sélectionneurs” cherchaient à modeler des plantes qui ressemblent à un idéotype qui n’existait que dans leurs esprits. Les progrès fait dans le domaine d’autres sciences telles que surtout la génétique et les statistiques ont grandement aidés à l’évolution, de l’amélioration des plantes vers une science à part. La sélection à ses débuts était basée surtout sur le jugement du sélectionneur et sur sa capacité à identifier les génotypes supérieurs. De nos jours, et avec le développement spectaculaire des sciences biologiques, la sélection végétale est devenue plus une science qu’un art, puisqu’elle s’appuie sur les lois de la génétique et sur l’essor biotechnologique qui permettent aux sélectionneurs de raisonner le choix des génotypes. 2- Objectifs L’amélioration des plantes a pour but de créer de nouvelles variétés à partir de la diversité existante. Elle consiste à croiser deux plantes choisies pour leurs caract è res int éressant s et com pl ém ent ai res afi n de l es réuni r dans une seul e. P ar l e choi x des m ei ll eures pl ant es dans l a descendance, l es sél ect i onneurs about i ssent après un l ong t ravai l d’épurat i ons successi ves à l a créat i on d’une nouvelle variété. Les objectifs de la sélection sont nombreux. Généralement, le premier critère évoqué est la productivité. La productivité dépend de nombreux facteurs. Elle peut être le résultat de la réduction des facteurs limitant du rendement, mais le potentiel de productivité peut également être accru par une amélioration de la physiologie des plantes. Les espèces végétales sont également plus ou moins plastiques C’est un objectif ambitieux, car il vise la création de cultivars «cutivated varieties »ayant un ensemble de caractéristiques leur permettant d’être cultivés avec profit par le producteur et d’être appréciés par le consommateur. D’autre part, on demande de plus en plus à l’agriculture de respecter l’environnement, de contribuer à ses activités industrielles et de produire des molécules à usage pharmaceutique.. P o ur le pr o duc t e ur : a) augm ent at i on du rendem ent (aspect l e pl us i m port ant en am él i orat i on des pl ant es) R dt grai n + Rdt bi om asse b) Effi caci t é de l a product i on * R éduct i on de l a haut eur : faci l i t er l a récol t e (sorgho) * Résistance à l’égrenage (soja) * Résistance à la verse (blé) - diminution des frais culturaux et de uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-1-historique-de-l-x27-amelioration-des-plantes.pdf