De la domestication à la transgénèse Évolution des outils pour l'amélioration des plantes
L'amélioration génétique des plantes vise à réunir dans un même génotype, la variété, le maximum de gènes favorables pourles caractères à améliorer. Mais quels sont les outils mis en oeuvre pour y parvenir ? Cet ouvrage répond à cette question et montre que, depuis la domestication, l'amélioration des plantes a toujours relevé du génie génétique. [lire le résumé du livre]
Quel est le sujet du livre "De la domestication à la transgénèse"
L'amélioration génétique des plantes vise à réunir dans un même génotype, la variété, le maximum de gènes favorables pour les caractères à améliorer.
Mais quels sont les outils mis en oeuvre pour y parvenir ? Cet ouvrage répond à cette question et montre que, depuis la domestication, l'amélioration des plantes a toujours relevé du génie génétique.
Ainsi, grâce au croisement et à la sélection, des gènes initialement présents chez des plantes différentes sont associés dans un même génotype. L'autofécondation ou l'haplodiploïdisation permettent de fixer les caractères. Pour accéder à une nouvelle variabilité génétique, des croisements interspécifiques sont aussi réalisés et exploités par la « manipulation » des chromosomes. La mutagénèse est également utilisée dans ce but.
Aujourd'hui, les marqueurs moléculaires du génome permettent de passer d'une sélection phénotypique à une véritable sélection sur le génotype. Les progrès dans la transgénèse rendent possible le transfert dans un génome, de façon rapide et précise, de gènes d'espèces plus ou moins éloignées. C'est une ère nouvelle qui s'ouvre pour l'amélioration des plantes.
Cet ouvrage s'adresse à tous ceux qui veulent comprendre comment les outils utilisés par la sélection végétale modifient le génotype des plantes. Il est destiné aux techniciens et ingénieurs de la sélection végétale ainsi qu'aux étudiants, enseignants et chercheurs de ce domaine. André tallais, professeur honoraire d'AgroParisTech, membre de l'Académie d'agriculture de France, est un spécialiste des méthodes d'amélioration des plantes. Il a enseigné ce sujet à l'Institut national agronomique de Paris-Grignon de 1982 à 2005 et a été responsable de programmes de génétique et d'amélioration du maïs à la station de génétique végétale du Moulon (Inra - Université de Paris-Sud -CNRS - AgroParisTech).
Auteurs :
André Gallais, professeur honoraire d'AgroParisTech, membre de l'Académie d'agriculture de France, est un spécialiste des méthodes d'amélioration des plantes. Il a enseigné ce sujet à l'Institut national agronomique de Paris-Grignon de 1982 à 2005 et a été responsable de programmes de génétique et d'amélioration du maïs à la station de génétique végétale du Moulon (Inra - Université de Paris-Sud - CNRS - AgroParisTech).
Sommaire et contenu du livre "De la domestication à la transgénèse - Évolution des outils pour l'amélioration des plantes"
Avant-propos..................... 9
Remerciements........................................................................................ 13
Chapitre 1. De la domestication à la création variétale......................... 15
Domestication des plantes 15
Évolution des populations cultivées 19
Homogénéisation des populations cultivées......................................... 19
Intérêt de J'homogénéité...................................................................... 20
Bases génétiques des progrès réalisés 22
Différents types de variétés 23
Variétés populations 23
Variétés lignées..................................................................... 23
Variétés hybrides................................................................................. 23
Variétés synthétiques 24
Variétés clones..................................................................................... 25
Outils de sélection 26
Principe des méthodes de sélection pour les caractères complexes 27
Lamélioration des plantes est du génie génétique 27
Place des outils à la disposition du sélectionneur 29
Évolution des méthodes de sélection 31
Chapitre 2. Outils et méthodes de la sélection phénotypique............... 33
Effet des systèmes de reproduction sur la valeur moyenne
et la variation génétique d'une population 33
Effet de la consanguinité sur la valeur moyenne
Effets de l'hybridation après consanguinité sur la valeur moyenne
Effet de la panmixie sur la valeur moyenne et la variation génétique.... 34
et la variation génétique............. 36
et la variation génétique 40
Bilan des effets des systèmes de reproduction....................................... 42
Modification de la fréquence génique dans les populations par la sélection 42
Introduction à la sélection récurrente 42
Amélioration des populations pour leur valeur propre 44
Limites de l'amélioration des populations............................................ 47
Développement de variétés et récurrence de la sélection............................ 47
Autofécondation et sélection généalogique:
le développement de lignées pures 48
Développement de variétés hybrides entre lignées pures 53
Sélection de variétés synthétiques 61
Sélection de variétés clones 63
Transfert de gènes par rétrocroisement...................................................... 65
Principes du rétrocroisement 65
Déroulement d'un programme de rétrocroisement phénotypique........ 68
Évolution de l'isogénicité au cours des rétrocroisements successifs....... 68
Bilan de la méthode du rétrocroisement 70
Outils non génétiques de la sélection phénotypique 70
Dispositifs expérimentaux et analyse statistique 70
Mécanisation de l'expérimentation et phénotypage à grand débit 71
Utilisation du temps en sélection phénotypique 72
Intérêt et limites de la sélection phénotypique 72
Chapitre 3. Manipulation du nombre de chromosomes
et échanges de gènes entre espèces, par croisement.............. 75
Niveaux de ploïdie chez les plantes 75
Définitions et terminologie 75
Origine des polyploïdes narurels.......................................................... 77
Le doublement du nombre de chromosomes 79
Effet mitoclasique de certaines substances 79
Effets du doublement chromosomique................................................ 79
Utilisation du doublement chromosomique en amélioration
des plantes..................... 80
Création d'espèces allopolyploïdes 82
Synthèse d'espèces allopolyploïdes nouvelles
Allopolyploïdisation de génomes auropolyploïdes
Resynthèse d'espèces allopolyploïdes existantes.................................... 83
grâce au doublement chromosomique 84
et fixation de l'hétérosis.. 86
Manipulation des chromosomes au niveau intraspécifique........................ 87
Développement et utilisation des monosomiques 88
Développement et utilisation des nullisomiques . 88
Développement et utilisation des lignées de substitution intervariétale 89
Transfert de gènes par croisement entre espèces plus ou moins éloignées . 90
Rétrocroisement avec une espèce différente . 90
Utilisation d'espèces POnts pour le croisement de deux espèces . 91
Développement et utilisation de lignées d'addition interspécifiques . 92
Développement de lignées de substitution interspécifiques . 93
Problème de la recombinaison dans les croisements interspécifiques . 94
Extraction d'un génome d'une espèce allopolyploïde . 94
Utilisation de l'hybridation interspécifique en amélioration des plantes 95
Haplodiploïdisation . 99
Haploïdes spontanés produits par parthénogenèse haploïde . 99
Méthodes d'induction de l'haploïdie .. 101
Étape du doublement chromosomique dans l'haplodiploïdisation . 104
Bilan et intérêt de l'haplodiploïdisation .. 105
Chapitre 4. Manipulation des cytoplasmes .. 107
Obtention de stérilités mâles cytoplasmiques
par croisements interspécifiques . 107
Transfert de cytoplasmes ou de noyaux .. 108
Échanges d'organites cytoplasmiques par fusion de protoplastes . 109
Autres utilisations de la fusion de protoplastes
en amélioration des plantes . 110
Transfert de gènes dans le génome des organites cytoplasmiques .. III
Chapitre 5. Cartographie génétique et sélection assistée
par marqueurs . 113
Marqueurs moléculaires et cartographie génétique . 113
Marqueurs moléculaires .. 113
Cartographie génétique .. 115
Détection de QTL et génétique d'association .. 115
Détection de QTL . 115
Génétique d'association .. 117
Apports des marqueurs pour la sélection . 117
Rétrocroisement assisté par marqueurs . 117
Rétrocroisemenr assisté par marqueurs pour le transfert de gènes .. 117
Rétrocroisement assisté par marqueurs pour le transfert
de segments chromosomiques .. 120
Sélection récurrente assistée par marqueurs
pour des caractères quantitatifs................................................................. 121
Principe de la prédiction des valeurs génétiques
par les marqueurs moléculaires 122
Sélection récurrente combinée « phénorype + marqueurs}) 123
Sélection récurrente sur marqueurs seuls avec détection de QTL 123
Augmentation de l'efficacité de la sélection assistée par marqueurs 125
Évolution de la sélection grâce aux marqueurs moléculaires 128
Chapitre 6. Création d'une nouvelle variabilité génétique.................... 129
Mutagenèse 129
Définition 129
Mutagenèse génique spontanée....... 130
Mutagenèse génique induite, ou artificielle.......................................... 130
Transgénèse 137
Définition 137
Nature des gènes introduits 138
Méthodes de transformation 139
Détection des plantes transformées...................................................... 142
Site d'insertion et expression du gène 142
La transgénèse en amélioration des plantes 143
Conclusion sur la transgénèse.............................................................. 146
Conclusion générale............................................................................... 147
Annexe.
Quelques notions de génétique et d'amélioration des plantes
pour mieux comprendre 149
Notions de génétique 149
Les constituants cellulaires et leur rôle 149
Gènes et allèles................. 150
Génorype, homozygotie et hétérozygotie............................................. 150
Notion de dominance et de récessivité................................................. 151
Le passage du gène au caractère 151
Notions de génétique des populations 151
Population.......................................................................................... 151
Fréquence d'un génotype..................................................................... 151
Fréquence d'un allèle........................................................................... 152
Structure d'une population panmictique 152
Notions de génétique quantitative 153
Valeur phénorypique et valeur génorypique 153
La détection de QTL........................................................................... 153
Systèmes de reproduction chez les plantes................ 155
Le phénomène d'hétérosis 155
Le mécanisme de la superdominance................................................... 156
Le mécanisme de la dominance des gènes favorables.................... 156
Pseudosuperdominance 157
Hétérosis infixable et hétérosis fixable.................................................. 157
Références bibliographiques................................................................... 159
Glossaire.................................................................................................. 165
Index 173
Avis clients
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(Ils sont modérés par nos soins et rédigés par des clients ayant acheté l'ouvrage)
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