Sélection végétale

Sélection végétale

Sélection végétale

La sélection des végétaux a toujours existé dans l'agriculture. Les objectifs sont multiples : augmentation de la productivité d'une culture en baissant les coûts généraux et/ou en augmentant le rendement de la plante, augmentation de la qualité d'un produit, développement d'un résistance à un parasite etc... La sélection c'est :

  • Recenser le matériel génétique existant
  • Observer, choisir et croiser le matériel de départ
  • Créer les lignées ou des hybrides et fixer le caractère souhaité
  • Evaluer la nouvelle variété et l'inscrire


Sommaire

Historique de la sélection végétale

La première sélection remonte à 10000 ans avec la domestication. L'homme a toujours utilisé, sans même s'en rendre compte, la sélection massale. Par la suite, divers travaux ont fait considérablement avancer les choses :

  • 1676 : découverte du rôle des organes reproducteurs
  • 1845 : premier travaux sur l’hybridation du maïs par Lecoq
  • 1863 : premières hybridations entre espèces par Naudin
  • 1865 : début de la sélection généalogique grâce à Louis l’Evêque (Vilmorin) en démontrant l’intérêt de la sélection sur la descendance de la betterave
  • 1902 : découverte de la totipotence des cellules
  • 1908 : base de la sélection des hybrides sur maïs par Shull
  • 1912 : première sélection de blé par la méthode Bulk par Nilsson
  • 1933 : premières variétés de maïs hybride sont cultivées aux Etats Unis
  • 1935 : première carte génétique de certains gènes du maïs par Emerson
  • 1939 : nouvelle méthode, SSD (single seed descent), appliquée sur le blé par Golden
  • 1950 : Technique de la culture in vitro (multiplication végétative sur la pomme de terre par Morel et Martin
  • 1953 : Watson et Crick arrivent à décrire la structure de l’ADN
  • 1975 : premier hybride de tournesol obtenu par stérilité mâle génétique
  • 1977 : découverte du transfert de gène sur bactérie par Schell
  • 1983 : développement de la PCR par Karry Mullis, première plantes transgéniques obtenues à partir du tabac grâce à des équipes belge et américaine
  • 1985 : première variété de blé issue de la technique d’haplodiploïdation
  • 2000 : séquençage du génome sur une brassicacée (arabidopsis thaliana)
  • 2002 : séquençage du génome du riz


La biodiversité, une notion primordiale pour la sélection végétale

La biodiversité est essentielle pour le sélectionneur et la baisse de la diversité au niveau des espèces cultivées est un problème d'actualité. Garder d'anciennes espèces permet par exemple d'utiliser un caractère que l'on avait jugé inintéressant jadis, mais qui devient désirable suite aux évolutions de l'agriculture. De plus, croiser une lignée pure (appauvrie génétiquement) avec une ancienne variété permet de redonner de la vigueur à la plante (c'est l'effet hétérosis). Pour limiter le phénomène d'appauvrissement lié à la sélection végétale, il faut conserver un maximum de variétés. Deux solutions sont possibles:

  • La conservation in situ (au champ, dans des réserves, afin de conserver les plantes dans le milieu naturel)
  • La conservation ex situ (banques de gènes avec des collections de graines, des cultures de tissus...). Les variétés conservées doivent être renouvelées règulièrement pour que les plantes restent viables.

Ces deux méthodes sont complémentaires et doivent exister.

La sélection créatrice

Selon les objectifs recherchés, il y a différents types de sélection. Ceux-ci se complètent bien souvent : Fichier:Sélection variétale.jpg

La sélection massale

C'est la plus ancienne. C'est une méthode simple et peu coûteuse : on choisit les plantes sui semblent les plus intéressantes dans une population (meilleurs épis, meilleurs fruits etc...), puis on utilise leurs graines comme semence pour la culture suivante. Ceci est fait de génération en génération ce qui permet d'augmenter la valeur moyenne de la population. La sélection massale ne peut s'appliquer dans toutes les situations (ex : Expérience de Hohanssen en 1903). D'autres limites sont plus évidentes : si le caractère souhaité ne s'extériorise pas chez la plante ou que le caractère est peu héritable, cette sélection ne fonctionne pas.

La séléction récurrente

Méthode proche de la sélection massale, mais les croisements sont cette fois contrôlés. On sélectionne d'abord les graines des meilleures plantes (sélection massale), puis on les sème. On va ensuite interféconder les plantes dont on obtiendra une nouvelle semence. Cette méthode vise aussi à augmenter la valeur moyenne d'une population.

La Sélection généalogique

L'objectif est surtout l'obtention de nouvelles lignées pures à partir de parents dont les caractères sont jugés intéressants et complémentaires.

Directe

Différée (ou bulk)

Par filiation monograine (SSD)

Amélioration des lignées existantes

Rétrocroisement

Un caractère intéressant, tel que la résistance aux maladies, la tolérance au stress, la stérilité, l'amélioration de critères de qualité, peut être présent dans une plante mais pas dans les lignées élites à la base des variétés commerciales. Le sélectionneur va chercher à créer une lignée identique à la lignée élite, mais possédant en plus ce caractère. Pour obtenir ce résultat, le sélectionneur procède par rétrocroisement, encore appelé back-cross.

Pour cela, il réalise une série d'hybridations entre la lignée receveuse ou élite, et la lignée donneuse du caractère. Les descendants sont ensuite croisés pendant plusieurs générations par la lignée receveuse ou récurrente. Ceci permet d'augmenter la part de la lignée élite dans le fond génétique des descendants, tout en veillant à conserver le caractère intéressant par élimination des individus n'ayant pas le caractère désiré. Le résultat du rétrocroisement est l'obtention d'une lignée convertie, c'est-à-dire quasiment identique à la lignée élite receveuse, mais contenant en plus le caractère désiré.


La génétique du rétrocroisement

Les descendants issus du premier croisement possèdent 50% du patrimoine génétique de la lignée élite et 50% du patrimoine du donneur. Lors des back-cross suivants, la proportion du génotype élite augmente, les individus obtenus au deuxième back-cross sont 75% élite et 25% donneur. Au bout du septième back-cross, la part de la lignée élite est de 96,88%, on estime alors que la lignée obtenue est suffisamment proche de la lignée élite. On tend vers l'obtention d'une lignée isogénique, en ne différant de la lignée élite que par un seul gène.

Tranfert de gène(s)

Création d'hybrides

Notes et références

  • Dominique SOLTNER, 2001. L’amélioration des plantes. In : Les bases de la production végétale, tome III : la plante et son amélioration. Collection sciences et techniques agricoles. P. 243-288.
  • Raven, Evert, Eichhorn, 2000. L’évolution. In : Biologie végétale. De Boeck université. P. 242-244
  • 2004. Encyclopedia of plant and crop science. Robert. M. Goodman.
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