Analyse de la variabilité génétique d'Helianthus annuus à partir de la culture d'embryons

Genetic variability analysis of Helianthus annus issuing from the culture of young embryos

• Auteur / Autrice : Hilda Susana Azpiroz Rivero
• Direction : André Gallais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amélioration génétique

Tournesol

Variabilité génétique

Plantes -- Embryons

Mots clés libres

Variance additive et d'épistasie

Accélération du SSD

Résumé

Ce travail fait état de deux applications concrètes de la culture d'embryons immatures à l'amélioration du tournesol, l'objectif sous-jacent étant d'évaluer la variabilité génétique du matériel sur lequel ont été appliquées ces techniques. 1-L'une permet de créer des contraintes hydriques durant la culture ''in vitro'' au stade juvénile (embryon ou plantule), afin de sélectionner le matériel plus résistant au déficit hydrique. 2-L'autre se réfère à la culture ''in vitro'' des embryons immatures dans la fixation de lignées pures par la méthode de filiation monograine (SSD), afin d'accélérer la sélection. Pour la première approche, un hybride interspécifique entre H. Annuus et H. Anomalus a été fabriqué, dans le but d'obtenir du matériel possédant une base génétique élargie. Ceci pour faciliter la sélection ''in vitro'' des génotypes plus résistants au déficit hydrique. Nous avons constaté qu'au fur et à mesure que la concentration du mannitol augmente, le développement des embryons et des plantules diminue. Le potentiel hydrique foliaire aussi tend à diminuer avec l'augmentation de la concentration en mannitol. Les plantes adultes provenant de descendances sélectionnées par mannitol au stade ''jeunes plantules'', sont plus proches du phénotype H. Anomalus que celles qui proviennent des descendances témoins ou sélectionnées sur mannitol au stade ''embryons''. Le test sécheresse sur descendances F5 montre que le matériel qui a subi une sélection sur mannitol ''in vitro'', présente des réponses différentes par rapport au témoin vis-à-vis du stress. La méthode de sélection précoce sur ''mannitol in vitro'' pourrait permettre, de façon relativement simple de sélectionner des plantes présentant certaines caractéristiques foliaires plus adaptées à supporter les conditions de sécheresse au champ. La deuxième approche nous a permis d'obtenir des semences F5 en 375 jours à partir du croisement diallèle initial de 7 parents. Les effets de la culture ''in vitro'' se traduisent par une série de modifications morphovégétatives et physiologiques sur les plantes qui ont été limitées par réduction de la durée du séjour ''in vitro''. L'évaluation de la variabilité génétique des lignées pures (F6) issues de la culture d'embryons immatures a été réalisée dans un délai de 890 jours. Les résultats montrent un élargissement de la variabilité au niveau des lignées issues du croisement diallèle par rapport aux parents. En outre le dispositif a permis de tester la présence d'épistasie (homozygote x homozygote) chez les lignées F6. L'analyse factorielle discriminante de l'aptitude à la combinaison, qui reflète une divergence génétique, a permis de détecter le rapport de parenté entre les géniteurs. D'autre part, entre les descendances F3 et F5, des corrélations phénotypiques significatives ont été mises en évidence pour 6 des caractères étudiés. Par contre une assez forte variation de ces deux types de corrélations a été constatée sur 3 familles entre les lignées F6 et la valeur hybride en F4.

This work uses 2 concrete applications of the culture of young embryos for the Sunflower improvement, the principal aim being to evaluate the genetic variability of the material on which the technique was applied. 1-One application makes possible the induction of drought stress during ''in vitro'' culture to the young stage (embryos or plantlets) in order to select materials resistant to drought. 2-The other application is concerned with the ''in vitro'' culture of immature embryos in the production of imbred lines by single seeds descend method (SSd) in order to accelerate this selection. For the first approach an interspecific hybrid between H. Annuus and H. Anomalus was made in order to get some material possessing a larger genetic basis. This was to make possible the selection ''in vitro'' of genotypes that are more resistant to drought stress. We observed that, as the concentration of mannitol increased, the development of the embryos and the plantlets decreased, the leaf water potential also tended to decrease with the enhancement of mannitol concentration. The adult plants coming from progenies selected by mannitol at the young plantlet stage present nearer H. Anomalus phenotype, compared with controls or with mannitol selected embryons. The drought test on F5 progenies shows that the material which followed a mannitol ''in vitro'' culture reveals different reponses from the control or the drought stress. The early selection method involving ''mannitol'' application ''in vitro'' would make possible in a relatively simple way to select plants with specific foliage characteristics that would be advantageous adaptated to drought stress. With the second approach we obtained F5 seeds in 375 days from the initial diallel cross of 7 parents. The ''in vitro'' culture effects were expressed in a serie of morphovegetative and physiological modification in the plant which were limited by the reduction of the duration of the ''in vitro'' stage. The evaluation of the genetic variability of the imbreed lines (F6) issuing from the culture of young embryos was possible in a period of 890 days. The results show a growth in the variability of the lines got from the diallel crossing as compared to that of the parents. In addition the desing allowed estimations of the epistasis (homozygous * homozygous) in lines F6. The factor discriminant analysis of the combining abilities, which are the indicators of genetic divergence, gave us the relationships of the progeny. Furthermore, between the descendants F3 and F5 significative and positive phenotypic correlations were found evident for 6 of the characters studied. On the ether hand, a rather strong variation of the 2 types of correlations was recorded between 3 families of the lines F6 and their hybrids F4.