diversité génétique. Cours-bases

1. LA DIVERSITE GENETIQUE COMME COMPOSANTE ESSENTIELLE DE LA BIODIVERSITE

La diversité génétique d'une espèce est en rapport avec les cultivars ou variétés qu'elle possède. La biodiversité d'une région données relate les espèces que contient cette région. La diversité culturelle humaine peut également être considérée comme une part de la biodiversité en se manifestant, par exemple, par la pluralité des langues, croyances religieuses, pratiques de gestion des terres et choix des plantes cultivées. Elle aide les peuples à s’adapter aux changements des conditions de la vie.

La meilleure estimation de la diversité spécifique fait référence à 10 millions d'espèces dans le monde, avec seulement, 1,4 millions d'espèces dénommées. La grande majorité des espèces n’a pas encore été décrite, et un grand nombre peut disparaître avant même qu’elles soient connues des scientifiques à cause de l’accélération de la disparition des habitats.

Aujourd’hui, avec une démographie explosive et une consommation des ressources proportionnellement supérieure, le monde se trouve à un tournant, où il faut choisir entre 2 possibilités :
* continuer à simplifier l’environnement pour satisfaire les besoins immédiats sans se préoccuper des conséquences dans l’avenir
* satisfaire les besoins, tout en conservant la précieuse diversité biologique et l’utiliser de façon durable.
Le développement social et économique ne pourra réussir que si Nous adoptons la dernière solution. Ainsi, Nous pouvons transmettre aux prochaines générations un monde riche de possibilités où la diversité génétique constituera une arme dans la lutte évolutive permanente entre d'une part, les espèces cultivées et les animaux domestiques et d'autre part, les ravageurs et maladies qui les menacent.
La diversité génétique est la clef de la réussite de tout projet d'amélioration des cultures pour élever les rendements et rendre disponible une gamme de variétés adaptées aux différentes contraintes du milieu

3. MENACES PESANT SUR LE DIVERSITE GENETIQUE
Les causes de l'érosion génétique sont nombreuses et diversifiées.

4. RECOMBINAISON GENETIQUE + 'MOTEUR DE LA DIVERSITE'
L’organisation des espèces suit le mode de reproduction sexué où la recombinaison génétique a lieu.La recombinaison génétique est la possibilité d’obtenir des gamètes recombinées GH et gh à partir de parents diploïdes; Gh//gH.

PANMIXIE
La panmixie est une situation de référence où on suppose que la population est infinie, que les croisements ont lieu au hasard et avec une chance égale entre tous les génotypes considérés. Les analyses à un locus montrent qu’en général, un état d’équilibre est atteint pour lequel les fréquences des génotypes sont obtenues comme s’ils provenaient de l’union au hasard des gamètes. Les fréquences génotypiques théoriques sont :
GG : p²; Gg : 2pq et gg : q². Avec p et q; les fréquences des allèles G et g, respectivement. p +q = 1.

Mécanismes limitant la recombinaison.
Facteurs liés au mode de reproduction.
La liaison génétique ou linkage est une limitation principale à la recombinaison. Deux gènes liés se comportent l’un par rapport à l’autre comme ils faisaient dans une reproduction asexuée. Aussi, la multiplication clonale et l’autogamie stricte figent leur structure de voisinage. L’autogamie partielle ressemble au linkage. L’apomixie facultative et la séparation en groupes de plantes diploïdes et tétraploïdes sont d’autres exemples de mécanisme de restriction de la recombinaison.
Autres facteurs. Leseffets de la sélection et la domestication pratiquées par l’Homme sont,aussi, des actions empêchant la recombinaison. Ainsi, les formes cultivées dérivent des formes sauvages que l’action de l’Homme a conduit leur transformation à un niveau où la parenté sauvage-cultivé n’est plus phénotypiquement visible. C’est l’effet d’une longue domestication. La séparation géographique complète de 2 plantes interfertiles, sans aucune population intermédiaire, peut entraîner la cessation d’interappartenance. L’Homme, par collecte et transport, peut réintégrer dans les mêmes complexes d’autres espèces isolées. Il en résulte de nouvelles structures et réorganisations.

Exemples d’obstacles à l’hybridation à l’origine de populations non mendéliennes : Autogamie préférentielle : mode de reproduction par lequel la descendance d’une plante est obtenue en majorité par autofécondation (le taux d’autogamie, le % d’autofécondation peut dépasser 99% dans certaines plantes pour lesquelles la libération du pollen a lieu à maturité avant l’ouverture de la fleur hermaphrodite. La partie femelle étant déjà réceptive (cleistogamie)). Apomixie facultative : mode de reproduction par lequel une certaine proportion des descendances est obtenue par développement sans fécondation d’une oosphère non réduite. Le reste de la descendance est obtenu de façon sexuée, normalement (réduction suivie de fécondation). Eloignement géographique : isolement par distance.

5. CONSERVATION DES RESSOURCES GENETIQUES.
Pour remédier à l'érosion de la biodiversité, les interventions visant sa conservation, sont de 3 types fondamentaux : sauvegarde, étude et utilisation durable.
Cet objectif ne peut être atteint sans l’inventaire, l’analyse, la conservation, l’échange et l’expérimentation du patrimoine génétique que constituent les populations sauvages et cultivées d’une espèce. En effet, la disparition des variétés locales au profit de quelques variétés ‘améliorées’ et la dégradation rapide des écosystèmes naturels rend plus urgentes les opérations d’inventaire, d’analyse et de conservation. Il faut chercher à favoriser le stockage, l’échange et le traitement des informations sur les ressources.

INVENTAIRE DES RESSOURCES

SUR LE TERRAIN

ANALYSE DES RESSOURCES

AU LABORATOIRE

CONSTITUTION DE BANQUES DE DONNEES DES RESSOURCES

CONSTITUTION DE RESEAUX DE SPECIALISTES

De tous les concepts généraux de la conservation des ressources génétiques, découle la nécessité de conserver une variabilité génétique aussi large que possible. En effet, plus la variabilité est préservée, plus il y a des chances que les sélectionneurs trouveront les caractères dont ils ont besoin. Deux méthodes de conservation sont possibles :
* Conservation in situ : elle implique le maintien des ressources dans leurs habitats d’origine (conditions naturelles). Elles sont conservées en tant que partie intégrante de l’écosystème où elles continuent à s’adapter et évoluer. C’est une méthode de conservation plus efficace et moins coûteuse.
Les inconvénients de la conservation in situ reste l’indisponibilité immédiate du matériel, exposition aux aléas climatiques extrêmes, incendies...
* Conservation ex situ : elle est recommandée pour les ressources dont l’habitat est menacé. Le matériel, ainsi conservé, n’évolue pas comme dans les conditions naturelles. Les avantages résident dans un accès facile aux ressources ainsi que dans une meilleure documentation et protection. Le matériel peut être conservé soit au froid sous forme de semences ou de tissus in vitro soit au champ, dans des arboretums, réserves...

MOYENS D’ETUDE DE LA DIVERSITE GENETIQUE. LES MARQUEURS BIOCHIMIQUES ET MOLECULAIRES

L’évaluation de la diversité des ressources génétiques est un préalable indispensable à la définition des stratégies de leur gestion ou leur amélioration. Les informations obtenues au niveau phénotypique sont souvent difficiles à interpréter, car, il s’agit de variations continues où de nombreux gènes peuvent y être impliqués. Les marqueurs génétiques de types protéique, enzymatique ou nucléiques, dont l’expression est indépendante de l’environnement peuvent être utilisés pour caractériser les populations et évaluer leur diversité génétique aux niveaux intra- et inter-populations.

Un marqueur biochimique et moléculaire est une protéine ou une séquence de DNA facilement détectable et transmissible génétiquement. Il résulte d’un polymorphisme pouvant être utilisé dans l’étude de la diversité génétique.Différents types de polymorphismes.
Polymorphisme des protéines. Polymorphisme des protéines de réserve.
Polymorphisme enzymatique (isoenzymes).
Polymorphisme du DNA.Les DNA nucléaire et cytoplasmique (DNA des chloroplastes (cpDNA) et le DNA mitochondrial (mtDNA)) peuvent être étudiés pour le polymorphisme. Les cpDNA et mtDNA sont de taille plus faible par rapport à celle du DNA nucléaire. Cependant, ils existent sous forme de plusieurs copies dans une cellule et sont généralement transmis maternellement.Qualités d’un bon marqueur.
- Polymorphe.
- Transmis de façon codominante.
- Facile à obtenir.- Reproductible.Aucun marqueur ne possède toutes les qualités requises