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Histoire du maïs Ancêtre sauvage Mexique Apparition du maïs Domestication 0000 2000 vers le reste du monde - 2000 - 4000 - 6000 Mésoamérique Présence de la téosinte 1494 Introduction en Europe 1947 1er hybrides en France (1933 au USA) 1990 Culture de maïs OGM 2009 Séquençage du génome Écosystème maïs hyménoptères chrysopes coccinelle s LV Homme pyrales pucerons corneilles MAÏS rapaces campagnol renard limaces Productivité: 9 à 16 t/ha/an veau vache taupins carabes hannetons volailles adventices Grains de Maïs péricarpe transparent péricarpe vitreux farineux scutellum embryon tigelle ‘’germe’’ embryon radicule caryopse vu de face et embryon en transparence péricarpe albumen embryon cotylédon (scutellum) coléoptile radicule coléorhize embryon en coupe et de face graine en coupe sagittale albumen Pyrale pyrale ponte chenille ravageuse oeuf ponte maïs ‘’ravagé’’ maïs Monohybridisme Maïs : F1, F2 et croisement-test P F1 F1 P 1/1 grains noirs FT F1x F1 ½ de grains noirs ½ de grains blancs F2 ¾ de grains ¼ de grains noirs blancs épi test-cross : 173 grains noirs et 168 grains blancs épi F2 : 273 grains noirs et 92 grains blancs Dihybridisme chez le maïs P1 F1 P2 F1 F2 Lignée pure : création, sélection scientifique dans le cas du maïs Sélection de plantes dans une population hétérogène : variété de pays ou F2 Autopollinisation « forcée » Plantes de 1ere génération 50% d’homozygotie Plantes de 2eme génération 75% d’homozygotie Test d’aptitude à la combinaison Plantes de 3eme génération 87,5% d’homozygotie [Le sélectionneur recherche parmi les lignées parentales en cours de création, celles qui donnent les meilleurs hybrides lorsqu'elles sont croisées (test d'aptitude à la combinaison).] Autofécondation jusqu’à 7 générations Vers => 100% d’homozygotie Lignée pure fixée : 100% d’homozygotie « Pour obtenir des lignées parentales, il faut pendant de nombreuses générations, forcer artificiellement les plantes issues d'un croisement de départ, à recevoir leur propre pollen, tout en évitant l'arrivée de pollens étrangers. Les fleurs femelles sont ensachées. L'autopollen est recueilli à partir de la panicule de la plante et déposé sur les soies des fleurs femelles de la plante. A chaque génération, seules les plantes les plus intéressantes sont retenues. L'obtention de lignées s'accompagne d'un effet dépressif résultant des croisements consanguins répétés. Une lignée pure produit du pollen en quantité plus faible qu'un hybride. Une lignée pure demande une attention particulière car elle est plus fragile et plus délicate à cultiver qu'un hybride. Deux lignée pures sont croisées et les graines sont vendues pour être cultivées, c'est plante possédent la vigueur hybride. Domestication du blé Phénotypes d’une espèce sauvage Hybridations naturelles Sélection par l’Homme -10000 -3000 ans Diversité allèlique Domestication Premières espèces cultivées Allèles sélectionn és Caryotype haploïde simplifié et loci de gènes Hybridations naturelles ou provoquées Sélection des variétés d’intérêt Variétés locales anciennes Sélection moderne Sélection moderne Variété moderne Variété moderne Transgénès e Variété OGM Domestication, sélections et modification génétique- le facteur tempsEspèce sauvage (plusieurs variants) + Temps -10 000 à -3000 ans biodiversité Domestication : sélections par l’Homme Espèce cultivée Sélection variétale phénotypique (sélection massale,...) Variétés anciennes (plusieurs) Sélection variétale moderne - Croisements naturels Variété moderne (unique) Variétés anciennes locales Hybridations provoquées Variété mondiale (unique) Transgénèse Variété mondiale ‘’brevetée’’ Variété OGM ‘’brevetée’’ (unique) OGM Bacillus thuringiensis (bactérie) Transfert du gène d’intérêt par microcanon ADN chromosomique ADN plasmidique Plasmide porteur du gène d’intérêt (codant une protéine insecticide) Extraction du gène d’intérêt et multiplication Création d’un vecteur : ici, microbilles de tungstène enrobées du gène Cellule de maïs receveuse Culture et Sélection des cellules transformées Régénération de plantules modifiées Production : plants de maïs résistants à l’insecte ravageur Transfert d'un gène d’intérêt dans du maïs par la méthode du canon à ADN « on peut forcer la pénétration de l'ADN à travers la paroi pectocellulosique des cellules végétales. La technique consiste à utiliser un canon à particules. Le principe consiste à projeter sur le tissu à transformer de toute petites billes d'or ou de tungstène enrobés d'ADN. Ces billes projetées on suffisamment d'énergie cinétique pour traverser la paroi et la membrane des cellules sans leur infliger de dommages irréparables. On peut ainsi introduire de l'ADN dans des tissus qui vont directement générer une plante comme des embryons ou des méristèmes. » (texte extrait de inrp.fr) gaz comprimé canon (L : ½ cm) projection billes de tungstène enrobée de l’ADN d’intérêt pénétratio n billes de tungstène enrobée du gène d’intérêt gène d’intérêt ADN des cellules à modifier cellule végétale à modifier ‘’bombardée’’ cellules végétales (de maïs, de riz, ...) « Les bioessais réalisés en laboratoire avec des chenilles de monarque du premier stade exposées pendant 2 à 4 jours à du pollen de maïs déposé sur des disques de feuilles ou des feuilles entières détachées d'asclépiade commune (A. syriaca) ont montré que le pollen de la variété Bt-176 a des effets létaux et sublétaux (p. ex. inhibition de la croissance) à des concentrations aussi faibles que 10 grains/cm2 » 99 90 70 50 30 10 http://www.inspection.gc.ca/francais/plaveg/bio/bt/btmon4f .shtml (consulté le 11-10-2006) Les feuilles d'Asclépiade sont l'unique source de nourriture des chenilles du papillon monarque. Cette plante pousse à l'intérieur des parcelles de maïs d'Amérique du Nord. inhibition de croissance des chenilles du monarque par le pollen de maïs Bt 176 99,99 % inhibition de croissance Caractérisation des effets du pollen de maïs Bt 176 1 grains de pollens Bt 176 /cm2 0,1 0,1 1 10 100 1000 Modélisation d’une pollution par une parcelle OGM de 15 hectares sur les parcelles voisines (d’après INRA/INAPG-2002) Pollution (%) 2,0 2 m/s (Beauce) 4 m/s 1,5 6 m/s (vallée du Rhône) Taux de contamination fortuit pour l’étiquetage européen 0,9 0,5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Hectare contaminés s
