Le rêve de tout sélectionneur de pommes de terre est de combiner toutes les caractéristiques souhaitables qui peuvent rendre la pomme de terre plus productive et plus résistante aux effets du changement climatique, des maladies et des ravageurs. Le processus est cependant loin d’être simple en raison de la constitution génétique complexe de la pomme de terre et de sa nature croisée. Cependant, le doctorat. Le candidat Corentin Clot de l’Université et Recherche de Wageningen a fait un certain nombre de découvertes liées à la reproduction sexuée de la pomme de terre qui pourraient simplifier la sélection de cette culture importante.
La pomme de terre est l’une des principales cultures de base dans le monde, il est donc crucial de créer des variétés alliant d’excellentes qualités à une résistance aux maladies et aux ravageurs. Pourtant, le parcours pour développer ces variétés est complexe, comme l’explique Corentin Clot. « La plupart des variétés de pommes de terre sont tétraploïdes, ce qui signifie qu’elles possèdent quatre copies de chaque chromosome, chacune contenant sa propre information héréditaire. »
Cette complexité génétique pose un défi lorsqu’il s’agit de transmettre les caractéristiques souhaitées des parents croisés à leur progéniture. Clot déclare : « Pour garantir que ces caractères puissent être transmis dans leur ensemble à la génération suivante, les parents doivent être « homozygotes ». Cela implique que des versions identiques du gène sont présentes sur tous les chromosomes. Ceci est facilement réalisé chez la pomme de terre diploïde grâce à un cycle d’autofécondation. Nous appelons cette première étape la fixation.
Autocompatibilité dans les variétés cultivées
Pour permettre la fixation, Clot a étudié le trait d’auto-compatibilité. C’est la rare capacité d’une pomme de terre diploïde à se féconder avec son propre pollen. Au cours de la première année de son doctorat. Dans cette recherche, Clot a fait une découverte surprenante et importante. Il a découvert que le gène impliqué dans l’autocompatibilité, appelé gène Sli, est déjà présent dans les variétés de pommes de terre tétraploïdes.
« Dans des recherches antérieures, le gène Sli n’avait été décrit que pour l’espèce sauvage diploïde Solanum chacoense. J’ai découvert que ce gène est largement présent dans les variétés de pommes de terre contemporaines. Cette information nous fournit un point de départ plus favorable pour la sélection, car nous ne le faisons pas. » Il n’est pas nécessaire de s’appuyer sur du matériel sauvage, ce qui conduit immédiatement à un deuxième constat : nous pensions que l’autocompatibilité était rare, mais si le gène Sli est omniprésent, cela signifie que la fertilité pollinique de nombreux diploïdes constitue un sérieux goulot d’étranglement pour l’éleveur. »
Croisements entre parents diploïdes et tétraploïdes
Par rapport aux pommes de terre diploïdes, les variétés tétraploïdes ont été améliorées pour de nombreux caractères de qualité et un rendement commercialisable élevé. Ainsi, Clot a cherché un moyen de croiser des variétés tétraploïdes avec des parents diploïdes capables de transmettre leur ensemble fixe de caractères.
« Normalement, les croisements entre parents ayant des niveaux de ploïdie inégaux ne sont pas possibles. Lorsque les gamètes (cellules reproductrices, ndlr) se forment, le matériel génétique est réduit de moitié. Le pollen d’un parent diploïde contiendra une copie de chaque chromosome, et les œufs de une variété tétraploïde deux copies de chaque chromosome. Les embryons triploïdes résultant d’un tel croisement ne peuvent pas se développer en graines.
Cependant, si pendant la production de pollen la réduction de moitié du nombre de chromosomes échoue, un parent diploïde produira du « pollen non réduit » qui pourra féconder avec succès les œufs d’un tétraploïde, explique Clot. » Bien que ce phénomène ait déjà été exploité empiriquement par les sélectionneurs, il n’était pas clair comment la restitution des chromosomes lors de la formation des gamètes était génétiquement régulée. J’ai maintenant localisé les principaux facteurs héréditaires qui contribuent à ce caractère. Après fixation, cette restitution chromosomique est le deuxième étape de notre innovation. »
Une « troisième voie » d’élevage
Les découvertes de Clot offrent une nouvelle approche aux sélectionneurs de pommes de terre. « Avec notre stratégie en deux étapes de fixation et de restitution, nous voulons exploiter l’efficacité d’une seule autofécondation pour la fixation des traits chez les diploïdes, tout en évitant la perte de vigueur qui surviendra après plusieurs cycles d’autofécondation. Ce phénomène connu sous le nom de consanguinité La dépression est un énorme défi que les chercheurs travaillant sur la sélection hybride doivent surmonter : les hybrides de vraies graines nécessitent des parents consanguins entièrement homozygotes.
Avec la stratégie en deux étapes, nous visons uniquement la fixation d’un ensemble de gènes importants et évitons la consanguinité, explique Clot. « Les consanguins partiels que nous avons à l’esprit offrent peut-être une option plus réaliste. L’approche que nous proposons offre une solution intermédiaire, une « troisième voie » entre la sélection conventionnelle et le véritable schéma de sélection hybride de semences de pomme de terre. »
S’appuyant sur l’héritage des généticiens de la pomme de terre de Wageningen, Clot est fier de contribuer à cette lignée de recherche.
« Depuis les années 1970, des décennies de recherches précieuses menées à Wageningen Plant Breeding ont jeté les bases d’une sélection innovante de pommes de terre. Je suis heureux d’ajouter un autre chapitre à cet héritage. Dans le cadre de mon postdoctorat, je collabore avec des entreprises de sélection pour traduire mes recherche sur des applications pratiques. Ensemble, nous espérons trouver un moyen réaliste et efficace de produire de meilleures variétés de pommes de terre.
Plus d’information:
En savoir plus sur la candidature au doctorat : www.wur.nl/en/activity/natural … litates-breeding.htm