biotechnologies, biodiversité des plantes

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Plantes autogames et plantes allogames. Exercice

Les espèces qui ont l’autofécondation comme mode naturel de reproduction (espèces autogames) ont un degré d’homozygotie très élevé (par exemple plus de 96 % chez le blé). Les populations de plantes allogames sont naturellement constituées d’individus hétérozygotes très différents à cause du brassage des gènes.

L’allogamie peut avoir des causes diverses parmi lesquelles il y'a • la dioécie, • le décalage dans la maturité des organes mâles et femelles (protandrie comme chez le maïs, protogynie comme chez le pâturin), • les phénomènes d’autostérilité où l’autopollen est autostérile comme chez la luzerne (autoincompatibilité) et • les anomalies génétiques de types stérilités mâles qui font que le pollen est inexistant ou stérile comme chez certains colzas (plante normalement à dominante autogame).


Amélioration génétique des plantes. Introduction --- Polyploïdisation, Haploïdisation des plantes --- Modes de reproduction des plantes (autogames, allogames) -- Sélection Assistée par Marqueurs (MAS) -- Sélection des plantes autogames. Exercice -- Sélection des plantes allogames. Exercice --- QCM Génétique, Méiose -- QCM méiose -- QCM Cycle cellulaire -

Questions
Question 1 -- aller à la Réponse 1

Ci dessous quelques informations concernant les plantes allogames. En déduire trois causes principales de l’allogamie des végétaux.

a. Chez le maïs, l’ail ou la carotte, le pollen d’une plante donnée est mûr avant que les fleurs femelles de cette plante n’atteignent leur maturité ; on parle de 'protandrie'.

b. Chez certaines graminées fourragères, comme le pâturin ou le vulpin, ce sont les ovaires qui mûrissent avant le pollen ; ce phénomène est nommé 'protogynie'.

c. L’asperge, l’épinard ou le houblon, sont des espèces où les individus sont entièrement mâles ou entièrement femelles ; on dit que ce sont des espèces dioïques.

d. Chez le seigle, le ray-grass ou la luzerne, le pollen d’une plante ne germe pas correctement lorsqu’il parvient sur le pistil d’une fleur de la même plante, mais il germe très bien sur une fleur d’une autre plante de la même espèce.


Question 2 -- aller à la Réponse 2

Le tableau suivant montrant les résultats des autofécondations successives, réalisées à partir d’un croisement initial de deux lignées pures (homozygotes).

1. Comment évolue le pourcentage d’hétérozygotie, au cours des autofécondations, de la génération F1 à F4?

2. Calculez les pourcentages d’homozygotie des générations F5 à F8.

3. Sachant qu’une lignée de blé est considérée comme homozygote lorsque le pourcentage de gènes homozygotes dépasse 96 %, à partir de quelle génération l’homozygotie est-elle atteinte?

plantes autogame et hétérozygotes


Question 3 -- aller à la Réponse 3

Quel effet peut avoir l’autofécondation, et donc l’homozygotie d’une espèce, sur sa capacité à évoluer au cours du temps ? Quelle difficulté cela pose-t-il au sélectionneur désireux de créer de nouvelles variétés ?


Question 4 -- aller à la Réponse 4

Chez une plante allogame, comme le maïs, quelle va être la conséquence directe de la fécondation croisée, sur le patrimoine génétique de l’espèce ?


Question 5 -- aller à la Réponse 5

Les caractéristiques des populations allogames sont-elles compatibles avec les objectifs actuels de l’agriculture, en particulier la recherche d’homogénéité ?


Question 6 -- aller à la Réponse 6

Mise à part la production de lignées pures, existe-t-il une autre méthode pour produire des populations totalement homogènes du point de vue génétique ? Puisez dans vos connaissances de génétique.


Question 7 -- aller à la Réponse 7

Quel procédé vous paraît le plus en accord avec le mode naturel de multiplication des allogames afin d’obtenir des lignées homogènes ? Sa mise en oeuvre présente-t-elle des difficultés ?


Plantes autogames, allogames


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QCM Systèmes de reproduction des plantes


Question 8 -- aller à la Réponse 8

Les affirmations ci-dessous sont-elles vraies ou fausses ?
1. Chez une plante autogame, les fleurs sont toujours bisexuées.
2. La pollinisation croisée peut s’observer aussi chez certaines autogames.
3. Les plantes dioïques possèdent des fleurs bisexuées.
4. Le pourcentage d’homozygotie diminue avec l’autofécondation.
5. Chez les plantes autogames, on sélectionne des lignées pures.


Réponses aux questions
Réponse1 --- revenir à la Question 1

Apartir des éléments cités, trois causes de l’allogamie apparaissent :

- la plante possède à la fois des organes mâles et femelles, dans les mêmes fleurs (plantes hermaphrodites) ou non (plantes monoïques), mais la maturité des pièces mâles et femelles n’intervient pas en même temps ; il existe un décalage de maturité entre les organes mâles et femelles (protandrie ou protogynie) ;
- la plante ne possède pas les deux sexes à la fois : les plantes sont unisexuées (plantes monoïques) et dans leur cas, l’autofécondation ne peut pas avoir lieu ;
- le pollen d’une plante donnée (ou 'autopollen') est moins fécondant que celui d’une plante différente de la même espèce ('allopollen' ou 'pollen étranger') ; on peut dire que l’autopollen est 'autostérile'.


Réponse 2 --- revenir à la Question 2

1. Le pourcentage d’hétérozygotie diminue de moitié après chaque autofécondation (il sera par exemple de 12,5/2 soit 6,25 % en génération F6).

2. Le pourcentage (degré) d’homozygotie sera en F5 de 87,5 + 12,5/2 = 93,75 %, et de la même façon, il sera de : • 96,8 en F6, • 98,4 % en F7. • 99,2 % en F8.

3. A partir de la génération F6, le pourcentage d’homozygotie a dépassé 96 %, la lignée pure est donc atteinte dès la F6 chez le blé.


Réponse 3--- revenir à la Question 3

L’homozygotie assure une bonne homogénéité des individus mais elle entraîne un très faible pourcentage de brassage entre les individus, ce qui réduit la transmission des caractères nouveaux, donc sa capacité à évoluer (ce sont des espèces assez stables).
Pour le sélectionneur, il sera difficile de détecter à l’intérieur de populations très homogènes, des individus intéressants susceptibles d’être à l’origine d’une nouvelle lignée. Aussi la variabilité indispensable devra être recherchée par l’intermédiaire de croisements effectués entre des populations autogames différentes.


Réponse 4 --- revenir à la Question 4

La fécondation croisée entraîne un brassage génétique important au sein de l’espèce : les gamètes proviennent de plantes généralement différentes, parfois très éloignées dans l’espace et qui sont probablement de génotypes très différents. Les individus issus de ces croisements au hasard sont des hétérozygotes, c’est-à-dire des hybrides à des degrés divers, et ils constituent des populations hétérogènes et non stables dans le temps.


Réponse 5 --- revenir à la Question 5

L’agriculture conventionnelle recherchant l’homogénéité à l’intérieur des parcelles cultivées, ne peut pas se satisfaire de populations hétérogènes constituées d’individus dont le développement n’est pas synchrone, ni semblable. Les populations hétérozygotes, constituées d’individus tous différents, ne peuvent pas satisfaire l’agriculture actuelle.


Réponse 6 --- revenir à la Question 6

A part les lignées pures, c’est-à-dire 100 % homozygotes, on peut obtenir des lignées où les individus sont tous identiques en croisant les lignées pures afin de produire des hybrides F1. On sait en effet (1re loi de Mendel) que les hybrides F1 sont tous semblables entre eux et donc parfaitement homogènes.


Réponse 7 --- revenir à la Question 7

Le type naturel de reproduction chez les allogames étant la fécondation croisée, on peut penser que la production d’hybrides F1 est la plus appropriée, cependant pour obtenir des F1 il faut auparavant sélectionner des lignées homozygotes par autofécondations successives, ce qui, par contre est difficile à réaliser chez les allogames.


Réponse 8 --- revenir à la Question 8

1. Vrai.
2. Vrai. Il existe toujours un certain pourcentage d’allopollinisation.
3. Faux. Les plantes dioïques sont mâles ou femelles (exemple : asperge, kiwi).
4. Faux. Le pourcentage d’homozygotie augmente à chaque autofécondation.
5. Vrai.


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Plantes autogames, allogames. Exercice