A2 : Amélioration des plantes / sélection
Questions sur documents :
• Doc 1 et 2 :
Relever dans les documents la différence entre la sélection
phénotypique et la sélection généalogique.
• Doc 3 : Dans
l’exemple de la création d’une nouvelle variété de tomates la
F2 apporte-t-elle des plants du phénotype recherché ?
• Doc 3 :
Expliquer à l’aide des connaissances en génétique pourquoi la
sélection ne peut pas s’arrêter à ces individus de la F2 mais
devra être poursuivie sur de nombreuses générations afin d’obtenir
une variété nouvelle qui exprimera toujours le même phénotype de
génération en génération.
• Doc 4 : Rappeler
le principe de la transgénèse. Faire la liste des caractères
sélectionnés pour la création de nouvelles variétés OGM.
Document 1 : De la plante sauvage à la plante cultivée
L’origine de
l’amélioration des plantes cultivées
Les plantes cultivées
sont issues de plantes sauvages « domestiquées ». Parmi la grande
diversité des variétés sauvages, l’agriculteur a repéré et
choisi un certain nombre de caractères favorables à la culture et à
la récolte. Ainsi pour les céréales ont été sélectionnées
celles qui germaient rapidement, qui portaient les épis les plus
gros et dont les épillets non caduques ne se dispersaient pas à
terre. Ou pour le chou, des variations de forme ont été
sélectionnés par les agriculteurs. Cette méthode empirique de
sélection consistant à repérer au sein d’une population les
individus possédant les qualités que l’on recherche et à les
utiliser pour la reproduction, porte le nom de sélection
phénotypique ou sélection massale.
Document 2 : La
sélection généalogique
La découverte de la
sexualité des plantes (vers 1700) puis de la génétique au début
du 20ème siècle a jeté les bases scientifiques de l’amélioration
des plantes. L’apparition d’une nouvelle variété n’est plus
le fruit du hasard de l’hybridation naturelle ou de mutation.
L’améliorateur ne se limite pas à exercer une seule pression de
sélection, il dirige l’évolution en orientant l’hybridation.
L’hybridation
classique consiste au croisement d’individu identifié comme étant
de lignée pure présentant des caractères intéressants. On réalise
alors des pollinisations manuelles : La lignée parentale choisie
femelle, le « porte –graine », doit être castrée par ablation
des anthères de la fleur (de l’épi dans le cas du blé) ; Le
pollen de la variété choisie mâle est apporté à l’aide d’un
pinceau sur le stigmate de la variété femelle. Bien sur les
floraisons doivent être synchronisées et la fleur fécondée
protégée d’une fécondation non désirée (isolement sous un
filet, etc.). Les graines issues du croisement sont récoltées elles
donneront naissance à des plantes F1. Les plantes F1 toutes
semblables, réunissent les deux génomes des parents et ne peuvent
faire l’objet d’une sélection. Les graines de génération F2
qui seront produites par autofécondation des plants de F1
recombineront de façon diverses les caractères parentaux. C’est
dans la génération F2 que la diversité éclatera et c’est dans
cette diversité que des phénotypes seront choisis car ils
regrouperont les caractères intéressants des parents initiaux. Par
autofécondation on obtiendra des générations successives dans
lesquelles seront sélectionnées à chaque fois les plants de
phénotype recherché. Cette méthode de sélection généalogique1
permet d’aboutir à une variété de lignée pure possédant les
caractères recherchés à peu prés au bout de 10 ans ; Cette
méthode a permis de créer par exemple les principales variétés de
blé commercialisées et reste encore largement employée.
Document 3 :
Exemple de sélection après hybridation sur des plants de tomates2
Dans une région au
climat propice, on cultive deux variétés de tomates :
• l'une "A",
à gros fruits
• l'autre "B",
à petits fruits.
Les plants de la
catégorie "A" se sont révélés sensibles à un
champignon parasite : le Fusarium, qui entraîne une baisse
importante de production. En revanche, les plants de la variété "B"
sont résistants à ce champignon. On demande à des agronomes de
créer une nouvelle variété de plants de tomate donnant de gros
fruits et résistants au Fusarium. Ils réalisent une série de
croisements entre les deux variétés de plants de tomates "A"
et "B". A la première génération (F1), ils n'obtiennent
que des plants de tomates résistants au Fusarium et qui produisent
des petits fruits. Les chercheurs réalisent alors un autre
croisement de la génération F1 avec des plants de la variété "A".
Ils obtiennent dans ces conditions à la deuxième génération (F2)
les résultats suivants pour 1000 plants :
• 251 plants à
petits fruits et résistants au Fusarium.
• 234 plants à
petits fruits et sensibles au Fusarium.
• 270 plants à gros
fruits et résistants au Fusarium.
• 245 plants à gros
fruits et sensibles au Fusarium.
Document 4 :
Création de plantes transgéniques3
Les techniques du génie
génétique sont actuellement utilisées dans le but de produire de
nouvelles variétés de plantes cultivées.
Exemples
Le riz
Diverses
variétés de riz transgéniques sont en cours d'essais :
• riz résistant à
la larve de Scirpophaga incertulas, qui détruit par an une quantité
de riz correspondant à l'alimentation de 100 à 125 millions de
personnes ;
• riz résistant aux
champignons parasites, qui éliminent aussi l'équivalent de la
nourriture de 100 à 200 millions de personnes ;
• riz enrichi en
béta-caroténe précurseur de la vitamine E en carence pour
certaines populations.
Les tomates
Le légume en première
position pour sa production mondiale est la tomate. Sa maturation
dépend de la production, dans le fruit, d'éthylène qui déclenche
diverses réactions biochimiques, aboutissant notamment au
ramollissement du fruit (intervention d'une enzyme, la
polygalacturonase). Aussi, pour supporter le transport, les tomates
doivent être récoltées vertes, ce qui empêche le développement
des arômes qui contribuent au goût. Une tomate transgénique est
apparue sur le marché en 1994 aux États-Unis. Elle ne produit plus
l'enzyme responsable du ramollissement, et peut ainsi être cueillie
mûre. Elle peut être récoltée à un stade de maturation plus
avancé et donc offrir plus de goût au consommateur.
La pomme de terre
Elle occupe la
quatrième place des cultures dans le monde, après le blé, le riz
et le maïs. Sa production de protéines, par unité de temps et de
surface, est supérieure aux autres plantes cultivées. La recherche
continue pour la mise au point d'une variété transgénique
résistante au mildiou, maladie due à un champignon, Phytophtora
infestans. Deux variétés de pommes de terre transgéniques sont
commercialisées, l'une résistante à la larve de doryphore, l'autre
à un virus.
Les agrumes
Ils sont très
sensibles au gel. L'objectif est donc de mettre au point des variétés
d'agrumes transgéniques résistantes au gel. Les premiers essais
d'expérimentation du processus ont été réalisés sur le tabac,
plante modèle. On a obtenu des plants de tabac transgéniques dont
les cellules sont protégées contre la formation de cristaux de
glace. Pour cela le gène transféré a été isolé chez une variété
de poisson (flet) qui produit une protéine permettant d'abaisser le
seuil de température à partir duquel se forment des cristaux de
glace.
1voir
l’exemple chez le tournesol
www.gnis-pedagogie.org/pages/tournesol/selectiontns/1.2.htm
2Bac
S - Sujet de SVT - Session 2004 - Liban
3Les
OGM de l’avenir www.gnis-pedagogie.org/pages/docbio/chap2/6.htm
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