SVTR: La domestication des plantes

mardi 28 novembre 2023

La domestication des plantes

2,4,2/ Conséquences de la sélection

1/ Domestication et Biodiversité

Recenser, extraire et exploiter des informations relatives aux risques induits par l’homogénéisation génétique des populations végétales (sensibilité aux maladies : crise de la pomme de terre en Irlande, conséquence d’une infection virale chez la banane…).

Bourguignon 4’ : https://youtu.be/DVhkQgdCCvg

Manuel p.266, 267, 269, 270, 271

expliquez la contradiction entre augmentation de diversité allélique au cours de la domestication, augmentation du nombre de variétés et appauvrissement génétique des espèces cultivées -> doc.2B p.267

expliquez l'effet protecteur de la biodiversité -> doc.2 p.269

intrans : engrais (NPK) et pesticides (insecti, herbi, fongi, bactéri...cides)

lutte biologique : https://www.iaea.org/fr/themes/lutte-biologique

L’étude des génomes montre un appauvrissement global de la diversité allélique lors de la domestication. La perte de certaines caractéristiques des plantes sauvages (comme des défenses chimiques ou des capacités de dissémination) et l’extension de leur culture favorisent le développement des maladies infectieuses végétales. Ces fragilités doivent être compensées par des pratiques culturales spécifiques. L’exploitation des ressources génétiques (historiques ou sauvages si elles existent) permet d’envisager de nouvelles méthodes de cultures (réduction de l’usage des intrants, limitation des ravageurs par lutte biologique).

2/ Coévolution humains & plantes

Analyser des informations sur la quantité d’amylase salivaire ou sur les gènes de synthèse des omégas 3 dans les populations humaines et établir le lien entre ces éléments et le régime alimentaire de ces populations.

Manuel p.272

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22384110/

Acide gras = chaîne de 4 à 36 atomes de carbone (rarement au-delà de 28)

saturé = en hydrogène car tous les atomes de C sont occupés par des H, pas de double liaisons

insaturé = en H, des doubles liaisons réduisent la valence des C pour les H

polyinsaruré = présence de 2 dbl liaisons ou plus

FADS = Fatty Acid DeSaturase, enzyme qui remplace un H et crée une double liaison entre C

omégas 3 et 6 sont deux familles d’acides gras polyinsaturés qui se distinguent par la localisation d’une de leurs liaisons chimiques doubles

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3285190/figure/pone-0031950-g001/?report=objectonly

Métabolisme

\ enzymes

ω3

ω6

FADS2=Δ6

α-linolen (C18:3) → stéarido (C18:4)

linolen (C18:2)→ γ-linolen (18:3)

FADS1=Δ5

eicosatetraeno (C20:4) → eicosapentaeno (C20:5)

dihomo-γ-linolen (C20:3) → arachidon (C20:4)

I = allèle de FADS2 muté par insertion 22 nucléotides

D = allèle de FADS2 non muté moins efficace sur acides gras végétaux

régime

végétarien

omnivore

Populations

Niger-Gambie-Kenya

Chine-Japon

Pakistan-Bangladesh-Sri-Lanka

Afro-Ameriq

Italie-Finlande

Vietnam

Fréquence maj

I//I

I//D

coévolution, évolution culturelle

La domestication des plantes, menée dans différentes régions du monde, a eu des conséquences importantes dans l’histoire des populations humaines. Elle a contribué à la sélection de caractères génétiques humains spécifiques.

Bilan : La domestication des plantes

Notions : plante sauvage, plante domestiquée, diversité génétique, sélection artificielle, coévolution, évolution culturelle.

Les pratiques culturales (par exemple pour la production de graines) constituent un enjeu majeur pour nourrir l’humanité. La sélection (empirique ou programmée) exercée par l’être humain sur les plantes cultivées au cours des siècles a retenu des caractéristiques différentes de celles qui étaient favorables à leurs ancêtres sauvages. Cette sélection s’est opérée au cours de l’établissement d’une relation mutualiste entre plantes et êtres humains. Aujourd’hui, de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales (par hybridation, par utilisation des biotechnologies…). La production de semences commerciales est devenue une activité spécialisée. Une espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité). Cette diversité résulte de mutations dans des gènes particuliers. L’étude des génomes montre un appauvrissement global de la diversité allélique lors de la domestication. La perte de certaines caractéristiques des plantes sauvages (comme des défenses chimiques ou des capacités de dissémination) et l’extension de leur culture favorisent le développement des maladies infectieuses végétales. Ces fragilités doivent être compensées par des pratiques culturales spécifiques. L’exploitation des ressources génétiques (historiques ou sauvages si elles existent) permet d’envisager de nouvelles méthodes de cultures (réduction de l’usage des intrants, limitation des ravageurs par lutte biologique). La domestication des plantes, menée dans différentes régions du monde, a eu des conséquences importantes dans l’histoire des populations humaines. Elle a contribué à la sélection de caractères génétiques humains spécifiques.

Précisions : il s’agit de distinguer différentes modalités d’action humaine sur le génome des plantes cultivées. Des plantes alimentaires sont étudiées comme exemples, sans visée d’exhaustivité.

Comparer une plante cultivée et des populations naturelles voisines présentant un phénotype sauvage.

Identifier la diversité biologique de certaines plantes cultivées (tomate, chou, pomme de terre par exemple).

Comprendre les enjeux de société relatifs à la production des semences.

Conduire un projet pour suivre une culture de semences commerciales sur plusieurs générations, en prévoyant un protocole de comparaison des productions obtenues.

Identifier des caractères favorisés par la domestication (taille, rendement de croissance, nombre des graines, précocité, déhiscence, couleur…).

Recenser, extraire et organiser des informations sur des exemples d’utilisation de biotechnologies pour créer de nouvelles variétés : transgénèse, édition génomique…

Recenser, extraire et exploiter des informations concernant des mécanismes protecteurs chez une plante sauvage (production de cuticules, de toxines, d’épines…) et les comparer à ceux d’une plante cultivée.