1. Introduction

Dès sa sédentarisation, il y’a 10 000 ans, l’homme commence à cultiver des plantes pour son alimentation: c’est le début de l’agriculture, la culture du mais est le meilleur exemple de la volonté de l’homme à vouloir depuis le début améliorer la qualité et la quantité de ses rendements. Dès lors apparait la sélection des semences les plus intéressantes.

2. Historique

Depuis la découverte des des organes génitaux des plantes par Millington -Grew en 1676, l’accumulation des connaissances par la suite : totipotence des cellules (Haberland, 1902); mise en évidence de la structure en double hélice de l’ADN (Watson & Crick, 1960)… Les techniques de la sélection firent des progrès très importants:

1935. Emerson= Carte génétique partielle du maïs

1950. Morel & Martin = techniques de culture in vitro: multiplication végétative de la pomme de terre

1961. Thoday= Analyse des locus impliqués dans la variation des caractères quantitatifs

1964. Guha & Maheshwari= Culture de cellules sexuelles mâles chez le Datura innoxia: production de plantes haploïdes

1972 : Aaij C= migration d’ADN sur gel d’électrophorèse : séparation des séquences d’ADN

1975. Southern= Hybridation de l’ADN avec une sonde d’ADN marquée

1977. Walter Gilbert et Frederick Sanger= Deux techniques de séquençage: reconnaître la séquence d’une molécule d’AD

1978. Mutagenèse dirigée: induction précise et volontaire d’une ou plusieurs mutations dans un génome

1983. Premiers tabacs transgéniques

1985. Plante transgénique résistante à un insecte

1986. Kary Mullis= polymerase chain reaction (PCR)

1986. Séquenceur automatique de gènes: grand nombre de gènes

1987. Plante transgénique tolérante à un herbicide total

1988. Céréale transgénique (maïs résistant à la kanamycine).

1990. Première commercialisation d’une plante transgénique (Chine : tabac résistant à un virus)

1994. Légume transgénique commercialisé (tomate Flavr Savr à maturation retardée)

1997. Premier tabac producteur d’hémoglobine

2000. Séquençage du génome d’”Arabidopsis thaliana”, plus petit génome végétal connu.

2005. Mise au point de séquenceurs haut débit

2005. Séquençage du génome du riz 

2009. Séquençage du génome du mais , de la pomme de terre et du colza

 

2. Les différentes techniques de sélection (figure 1)

Il s’agit de techniques permettant de régénérer des plantes entières. Il y a initialement formation d’un amas cellulaire: le cal. Suit une différenciation des tissus accompagnée de phénomènes d’embryogenèse et d’organogenèse permettent d’obtenir une plantule.

La multiplication conforme

Reproduction à l’identique d’un individu et multiplication en un très grand nombre, à partir de cellules ou d’un fragment d’organe. Réalisable à partir de nœuds, de pousses axillaires (bouturage des jardiniers). Mis en culture, ces tissus se développent et donnent une plante entière, identique à la plante de départ.

La culture de méristèmes

A l’origine de tous les tissus végétaux, les méristèmes sont formés de cellules non différenciées. Cultivés in vitro ils permettent d’obtenir à l’identique, la plante mère. Ils sont intéressants dans les cultures in vitro car ils produisent des plantes saines.

Le sauvetage d’embryons

Prélèvement précoce juste pères la fécondation des embryons, puis leur mise en culture in vitro et donner un nouvel individu. Ce soit: pour accélérer les cycles végétatifs, ou parce qu’ils peuvent être rejetés par les tissus maternels, lorsqu’ils résultent par exemple d’un croisement interspécifique.

L’haplodiploïdisation

Prélèvement des cellules haploïdes issues de gamètes d’une plante pour provoquer le doublement de leur stock chromosomique afin d’obtenir une lignée stable en seulement deux générations alors que la fixation (souvent incomplète) des principaux caractè res sé lecti onnés par voie traditionnelle nécessite 6 à 8 générations d’autofécondations amenant à plus de 10 ans le temps nécessaire à l’obtention d’une variété . Il s’agit en outre de lignées pures homozygotes.

L’obtention de protoplastes

Les protoplastes sont des cellules sphérique sans paroi pectocellulosique. Obtenus à partir de fragments prélevés des tissus végétaux de préférence des limbes de jeunes feuilles. Cette technique permet de créer de nouvelles variétés, d’introduire des caractères à hérédité cytoplasmique, et permet la transformation génétique par électroporation.