Dynamique spatiale et temporelle des populations de betteraves mauvaises herbes (Beta vulgaris ssp. ) : implications possibles dans la dissémination de transgènes

Spatio-temporal dynamics of weed beet populations : Implications in transgene escape risk assessment

• Auteur / Autrice : Stéphane Fénart
• Direction : Joël Cuguen, Jean-François Arnaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique des populations
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amélioration génétique

Résistance aux herbicides

Betterave à sucre

Évaluation du risque

Dissémination

Plantes transgéniques

Hybridation végétale

Plantes -- Multiplication

Variabilité génétique

Pollen -- Dissémination

Betterave -- Variétés

Environnement

Plantes -- Génie génétique

Populations

Plantes adventices

Résumé

Dans le complexe Beta vulgaris, la pollinisation accidentelle des betteraves porte-graines utilisées pour la production de semences dans le sud-ouest de la France par les betteraves sauvages rudérales donne lieu à la formation d'un hybride cultivé X sauvage dont les graines sont mêlées aux lots de graines de betteraves sucrières. Il en résulte une forme ''mauvaise herbe'' qui se retrouve dans les champs de culture de la betterave sucrière, dans le nord de la France. Contrairement à la betterave cultivée bisannuelle, la betterave mauvaise herbe a hérité de son parent sauvage la possibilité de monter à fleur et se reproduire dès la première année occasionnant des pertes de rendement importantes depuis une trentaine d'années. Ce travail repose sur l'étude de la diversité génétique des populations de betteraves mauvaises herbes estimée à l'aide de marqueurs micro satellites nucléaires, mini satellites mitochondriaux et un marqueur PCR-RFLP chloroplastique. Il a pour buts (i) d'évaluer la part de chacune des deux hypothèse avancées pour expliquer les déficits en hétérozygotes observés au cours des études précédentes : un taux d'autofécondation important ou un effet Wahlund dû au recrutement d'individus de cohortes différentes conservées dans la banque de graines; (ii) d'étudier l'évolution de caractères hérités des betteraves cultivées et rudérales en relation avec l'évolution du syndrome de mauvaises herbes et (iii) d'estimer les flux de pollen au sein d'un agrosystème. Il apparaît que l'arrivée de nouveaux migrants depuis la zone de production de semences a un effet important sur la diversité génétique des populations jeunes alors que la stabilité des populations plus vieilles est assurée par une importante banque de graines du sol.

Le déficit en hétérozygotes semble être le fait à la fois d'un effet Wahlund temporel dû au mélange de cohortes dans la banque de graines mais également d'un effet Wahlund spatial, dû à la formation au cours du temps de taches d'infestation d'individus apparentés. L'autofécondation, héritée des cultivées, ne se retrouve principalement que dans les stades d'infestation les moins avancés et semble contre sélectionnée au cours du temps en raison d'une importante dépression de consanguinité. Au contraire, la montaison sans vernalisation, héritée des rudérales, contribue au syndrome de mauvaise herbe et est de ce fait très vite sélectionné. Nos études de paternités menées sur cinq parcelles au sein d'un paysage agricole ont montré que la dispersion du pollen peut se faire sur des distances très élevées allant jusqu'à une dizaine de kilomètres. La commercialisation de variétés transgéniques résistantes à un herbicide total est envisagée pour contrôler les betteraves mauvaises herbes. Si une hybridation cultivée x sauvage concerne ces variétés, elle pourrait aboutir à la formation de betteraves mauvaises herbes résistantes aux herbicides. Au vu de nos résultats, celles-ci pourraient à leur tour transmettre cette résistance à d'autres betteraves mauvaises herbes poussant sur des parcelles voisines ou aux populations de betteraves sauvages littorales, pouvant entraîner des conséquences importantes, tant sur le plan économique qu'écologique.