Méthodes de sélection en sélection végétale en fonction du mode de reproduction - Selection methods in plant breeding based on mode of reproduction

Les sélectionneurs de plantes utilisent différentes méthodes en fonction du mode de reproduction des cultures , notamment:

Le mode de reproduction d'une culture détermine sa composition génétique, qui, à son tour, est le facteur déterminant de développer appropriés reproduction et sélection des méthodes. La connaissance du mode de reproduction est également essentielle pour sa manipulation artificielle afin de reproduire des types améliorés. Seules ces méthodes d'élevage et de sélection conviennent à une culture qui n'interfère pas avec son état naturel ou n'assure pas le maintien d'un tel état. C'est pour de telles raisons que l'imposition d'une autofécondation sur les cultures à pollinisation croisée conduit à une réduction drastique de leurs performances.

À des fins pédagogiques, la sélection végétale est présentée en quatre catégories: la sélection en ligne (cultures autogames), la sélection des populations ( cultures allogames ), la sélection hybride (principalement des cultures allogames, certaines cultures autogames ), la sélection par clones (cultures à multiplication végétative).

Cultures auto-fertilisantes (cultures autogames)

Certaines restrictions ont entraîné le développement des mécanismes d'autofécondation (autofécondation partielle et totale) chez un certain nombre d'espèces végétales. Certaines des raisons pour lesquelles une méthode de reproduction autofécondante est si efficace sont l'efficacité de la reproduction, ainsi que la diminution de la variation génétique et donc la fixation de génotypes hautement adaptés . Presque aucune dépression de consanguinité ne se produit dans les plantes autofécondées car le mode de reproduction permet la sélection naturelle dans les populations sauvages de ces plantes.

Les étapes cruciales de l'amélioration des cultures autofertilisées sont le choix des parents et l'identification des meilleures plantes dans les générations séparées. L'éleveur doit également avoir des objectifs précis avec le choix des parents. L'autofécondation est plus facile à entretenir, mais cela pourrait conduire à une mauvaise utilisation des semences.

Certaines des cultures agronomiques importantes et autofertilisantes comprennent le blé, le riz, l'orge, les haricots secs, le soja, les arachides, les tomates, etc.

Sélection de masse

Cette méthode de sélection dépend principalement de la sélection des plantes en fonction de leur phénotype et de leurs performances. La graine de plantes sélectionnées est en vrac pour la prochaine génération. Cette méthode est utilisée pour améliorer la population globale par sélection de masse positive ou négative. La sélection de masse n'est appliquée qu'à un degré limité dans les plantes auto-fertilisantes et constitue une méthode efficace pour l'amélioration des races terrestres. Cette méthode de sélection ne sera efficace que pour les caractères hautement héréditaires. Un manque de sélection de masse est la grande influence que l'environnement a sur le développement, le phénotype et les performances de plantes isolées. Cela peut également être un avantage dans la mesure où les variétés peuvent être sélectionnées pour des performances locales.

La sélection de masse stratifiée pour la taille de l'épi sur 22 cycles a radicalement modifié le phénotype des plantes dans la population de maïs Zacatecas 58. Les plantes du cycle C22 étaient 50 cm plus grandes avaient deux fois l'indice de surface foliaire, ont atteint l'anthèse 7 jours plus tard et avaient un indice de récolte 30% plus élevé que C0 (Tableau 1) Des différences de croissance ont été détectées tôt dans l' ontogénie . La croissance des racines du C22 dépassait celle du C0 et le rapport de la masse sèche des pousses à la masse sèche des racines était réduit de près de 12%, passant de 8,0 ± 0,2 à 7,1 ± 0,1 (tableau 2). L'analyse des composantes du rendement a révélé que le C22 était supérieur au C0 en poids de grain, en nombre de rangs par épi, en nombre de grains par rang et en rendement total par unité de surface (tableau 3). Parce que les deux génotypes étaient phénologiquement différents, les optima de densité de plantation sont probablement différents pour chaque population.

Sélection de cultures à pollinisation croisée

Les espèces végétales où le mode normal de germination se fait par un degré élevé de pollinisation croisée ont des caractéristiques de reproduction et une structure de population caractéristiques. L'existence d'auto-stérilité, d'auto-incompatibilité, de fleurs imparfaites et d'obstructions mécaniques rendent la plante dépendante du pollen étranger pour la germination normale. Chaque plante reçoit un mélange de pollen d'un grand nombre d'individus ayant chacun des génotypes différents. Ces populations sont caractérisées par un degré élevé d'hétérozygotie avec une énorme variation génétique libre et potentielle, qui est maintenue dans un état stable par le libre flux de gènes entre les individus au sein des populations.

Dans le développement de variétés hybrides, l'objectif est d'identifier l' hétérozygote le plus productif de la population, qui est ensuite produit à l'exclusion des autres membres de la population.

Sélection de masse

C'est la méthode de sélection la plus simple, la plus facile et la plus ancienne où les plantes individuelles sont sélectionnées en fonction de leurs performances phénotypiques, et la sélection de semences en vrac s'est avérée assez efficace pour l'amélioration du maïs aux stades initiaux, mais son efficacité, en particulier pour l'amélioration du rendement, a rapidement été réduite. critique sévère qui a abouti au raffinement de la méthode de sélection de masse. La sélection après la pollinisation ne fournit aucun contrôle sur le parent pollinique, ce qui fait que la sélection effective est limitée uniquement aux femmes parents. Les estimations d' héritabilité sont réduites de moitié, puisque seuls les parents sont utilisés pour récolter les graines alors que la source du pollen n'est pas connue après la pollinisation croisée.

Sélection récurrente

Ce type de sélection est une version raffinée de la procédure de sélection de masse et se distingue comme suit:

  • Des individus visuellement sélectionnés dans la population de base subissent des tests sur descendance
  • Les individus sélectionnés sur la base des données de test de descendance sont croisés les uns avec les autres de toutes les manières possibles pour produire des graines pour former la nouvelle population de base.

Sélection des demi-frères avec test de descendance

Les sélections sont basées sur les performances des tests de descendance au lieu de l'aspect phénotypique des plantes parentales. Les graines de demi-frères sélectionnés, qui ont été pollinisés par du pollen aléatoire de la population (ce qui signifie que seul le parent femelle est connu et sélectionné, d'où le terme «demi-frère») sont cultivés dans des rangées de descendance non répliquées à des fins de sélection. Une partie de la graine est plantée pour déterminer la capacité de rendement, ou la valeur de reproduction, pour n'importe quel caractère de chaque plante. Les graines des rangées les plus productives ou les graines restantes des demi-frères exceptionnels sont regroupées pour compléter un cycle de sélection.

Sélection de la fratrie complète avec test de descendance

Un certain nombre de familles de frères et sœurs, chacune produite en faisant des croisements entre les deux plantes de la population de base, sont évaluées dans des essais répétés. Une partie de chaque famille pleine fratrie est enregistrée pour la recombinaison. Sur la base de l'évaluation, la graine résiduelle de familles sélectionnées de fratries complètes est utilisée pour recombiner les meilleures familles.

Sélection de cultures reproduites de manière asexuée

La reproduction asexuée couvre tous les modes de multiplication des plantes où la formation et la fertilisation normales des gamètes n'ont pas lieu, ce qui les rend nettement différentes des cultures de semences normales. En l'absence de reproduction sexuée, la composition génétique du matériel végétal multiplié reste essentiellement la même que sa plante source.

Des clones de plantes mères peuvent être fabriqués avec la composition génétique exacte de la plante mère. Les plantes supérieures sont sélectionnées et multipliées par voie végétative; les descendants multipliés par voie végétative sont utilisés pour développer des variétés stables sans aucune détérioration due à la ségrégation des combinaisons de gènes. Cette caractéristique unique de la reproduction asexuée a aidé à développer un certain nombre de cultivars de fruits et légumes, y compris le raisin , les pommes , les poires et les pêches .

Améliorer le matériel végétal asexué par la sélection

La sélection de ces cultures est limitée au matériel introduit à partir d'autres sources, telles que les plantations de plein champ. L'amélioration des plantes propagées de manière asexuée par des mutations induites présente des avantages et des limites distincts. Tout propagule végétatif peut être traité avec des mutagènes et même un seul mutant souhaitable ou une partie d'une propagule mutée (chimère) peut être multiplié en tant que type amélioré de la variété originale.

Sélection de plantes asexuées

La sélection, dans le cas des plantes asexuées, peut être définie comme la sélection de la plante la plus performante et sa multiplication végétative. Comme les plantes ne sont pas totalement génétiquement stables, on peut s'attendre à ce que des écarts se produisent au fil des ans. La sélection est donc un processus continu où les déviants sont sélectionnés ou retirés du programme de sélection. Le but principal de la sélection est d'améliorer la qualité et le rendement des plantations à venir. Différentes approches peuvent être suivies dans le processus de sélection des plantes asexuées, telles que la sélection de masse et la sélection de clones à partir de blocs clones.

Lors de la sélection de masse, certains facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection des plantes dans un bloc mère, par exemple le vignoble. Le moment de la sélection est un facteur important, car vous devez sélectionner lorsque la plupart des caractéristiques de la plante sont clairement visibles. Avec les plantes vivaces asexuées, le meilleur moment est juste avant la récolte. Pour obtenir les meilleurs résultats, la plante sélectionnée doit être évaluée au cours de la saison suivante, lorsque les anomalies de croissance, les défigurations et les symptômes viraux sont mieux visualisés. La sélection de masse est effectuée annuellement sur la même plante pendant au moins trois ans. Une usine qui ne répond pas aux exigences au cours d'une année donnée du cycle de sélection est exclue du programme.

Développement de nouveaux clones

Le développement et l'enregistrement de nouveaux clones se font au moyen de la sélection locale des clones dans les anciennes plantations, ainsi que par l'importation de clones de haute qualité de l'étranger, pour une évaluation locale.

Un clone est la progéniture végétative d'une plante mère spécifique; il ne montre aucun écart génétique, morphologique ou physiologique par rapport à la plante mère. L'évaluation a lieu avec les différents clones sélectionnés après sélection.

Voir également

Références

  • CHAHAL, GS & GOSAL, SS, 2002. Principes et procédures de sélection végétale, Alpha Science International, Royaume-Uni.
  • Falconer, DS , 1989. Introduction à la génétique quantitative. 3e éd. Longman. Moulin brûlé.
  • FRISCH, M. & MELCHINGER, AE, 2005. Théorie de sélection pour le rétrocroisement assisté par marqueurs. Génétique: Articles publiés avant impression, publié le 31 mars 2005 sous le numéro 10.1534 / genetics.104.035451 [1]
  • GOUSSARD, PG (2004) Améliorer le matériel de la vigne par la sélection. Département de viticulture. Université de Stellenbosch. Notes de lecture.
  • HOLSINGER, KE, 2000. Systèmes reproductifs et évolution des plantes vasculaires. PNAS. 20 juin, vol. 97, non. 13: 7037-7042. \
  • KENNEDY, BK, 2004. Barrière génétique à l'auto-pollinisation identifiée. EurekAlert! 19 mai. [2]
  • KOHLI, MM & FRANCIS, M., 2000. Application des biotechnologies à la sélection du blé. Actes d'une conférence à La Estanzuela, Uruguay, 19-20 novembre 1998. Montevideo, Uruguay: CIMMYT. [3]
  • KWV, Afrique du Sud. (2005). Établir de nouvelles normes mondiales pour l'amélioration des plants de vigne. Vititec ©
  • MARAIS, GF 2005. Seleksiemetodes vir kruisbestuiwende gewasse. Département de génétique. Université de Stellenbosch. Notes de lecture.
  • TAKEBAYASHI, N. & MORELL, PL, 2001. L'autofécondation est-elle une impasse évolutive? Revisiter une vieille hypothèse avec des théories génétiques et une approche macroévolutionnaire. Journal américain de botanique. 88: 1143-1150.
  • VIVIER, MA (2004). Amélioration des cultivars de raisin. Département de viticulture. Université de Stellenbosch. Notes de lecture.