De la domestication à la transgénèse
Évolution des outils pour l'amélioration des plantes

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