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Bulletin de la Société Botanique de France. Actualités
Botaniques
ISSN: 0181-1789 (Print) (Online) Journal homepage: https://www.tandfonline.com/loi/tabg18
Systèmes d'incompatibilité
D. de Nettancourt
To cite this article: D. de Nettancourt (1979) Systèmes d'incompatibilité, Bulletin
de la Société Botanique de France. Actualités Botaniques, 126:2, 97-104, DOI:
10.1080/01811789.1979.10826384
To link to this article: https://doi.org/10.1080/01811789.1979.10826384
Published online: 10 Jul 2014.
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S01:.
bol.
Fr.,
Jt/j,
Ac/mil.
bol.,
1!171J,
n·' 2,
!li-lOI.
Systèmes
d'incompatibilité L
*>
par
D.
de
NETTANCOCHT
!Jirrt'/ion
(;,'w'ral!'
dl'
la
Urclu•r~·/u!,
dr
la
S1·in11'!'
1•1
dt•
I'Hdu!'lllion,
:21JIJ
Flil'
dr
la
L!Ji,
/J-liJI.'I
/Jru.ulll's.
/Nsuml.
····
Toute
espi't·t·
auto-incompatihk
t•st
composée
dt•
groupes
d'individus
hennaphrodites
qui
rejeltent
leur
propre
pollen
t•t
le
pollen
des
individus
appartenant
ù
leur
grou
pt•
(auto-incornpat
ihililé
).
l.a
plupart
des
t•spl>ces
auto-ineompatihlt·s
ont
(•gaiement
la
capadl(•
dt•
rejt'ler
le
pollen
des
espi't·es
auto-compatibles
(incompatihilil(•
intersp(!t'i-
fique
unilatéralt>).
C't•sl
prohah]('ment
la
pr(·sem·t· d'UIH' mènH'
information
spl>cifiqut•
dans
le
pollen
l'l
dans
eertaint•s
parties
du
sligmalt•
ou
du
style
qui
déclt•nciH'
la
relation
d'auto-incompati-
hilit(•.
La
sp(•dtidl(·
dt•
l'information
conlt•nut•
par
lt•
grain
de
pollen
peut
èlrl'délt•rminél'
par
son
g(•nolype
(incompalihililé
gamétophytique)
ou
par
celui
dt•s
cellules
composant
le
tapis
dt•
l'anth(•re
(incompalihilit(,
sporophyli<[Ul').
Le
systl•mp
d'auto-incompatihilil(•
le
mil'ux
l'Onnu
est
k
systl·me
ganu:•tophytiqm•
monofacloril'l
il allc'les
mulliplt·s
(plusiPurs
t•t•ntaines).
li
est
gouvl'rn(•
par
un
locus
(S)
qui
se
comporte,
sous
l'action
d'agt•nts
mutagc'm•s,
comml'
une
structure
tripartite
l'Oill-
posét•
d'Un
élémt•nt
de
spécifil'itl'
d
de
lll'UX
éléments
d'activité.
Les
l'léments
d'aetivit(•
coJHiitionnenl
l't•xpression,
l'un
dans
le
pollen,
l'au!
re
dans
le
stigmate
ou
dans
lt•
style,
du
phénotype
d'incompatibilité
que
dl'L<•rmim•
l'élénwnt
de
spédfidté.
On
a
ohst•rvé
eht•z
des
individus
consanguins,
issus
d'unt•
autogamie
provoquée
par
lraitenH'nls
hor-
monaux.
d1oes
llwrmiques
ou
pollinisation
dt•
boulons
noraux,
l'apparition
massive,
ù
très
haut\•
fr(•queJH't',
dt•
nouveaux
allèlt·s
d'auto-ineompatihilil(•
.
. l.t•
rejet
du
pollen
par
le
stigmate
résulte,
dans
certains
eas
d'ineompalihilité
sporo-
phylic[ut•,
dt•
l'oeclusion
par
un
polysaeeharidt•
des
papilles
stigmatiques
siluél's
sous
ks
grains
de
pollen.
Ct'LLP
réaction
de
n•jet
pL•ut
êtn•
reproduite
l'Il
laboratoire
par
la
d(•po-
silion,
sur
un
fragment
de
sligmatt•
viergL•, dt•s
prot(·inPs
contenues
dans
les
cavités
de
l'exint•
d'un
pollen
incompatible.
Il
t•sL
possible,
par
ailleurs,
ehez
eerlaines
espi•ct•s,
ciL'
surmoJ!LL•r
la
barrii·n·
d'incompalihilil(•
intersp(~t·ifi<[Ul'
<'Il
adjoignant
au
pollen
int·om-
patibk
lt•s
prot(•ines
pr(·levées
dans
les
pamis
d'un
pollen
compatible.
Swnmary.
Self-incompatible
spt'l'Ït'S aJ·e composecl
of
groups
of
individuals
whkh
rejet'! Llwir
own
pollen
and
Llw
pollen
of
indi..-iduals
Ll'longing
to
their
group
(self-
incompatihility).
The
majority
of
sdf-inl'OIIIIHllihle
species
also
have
the
capadly
Lo
rejeel
lht•
pollen
from
self-eompalihle
SIW\'Ït•s
(unilateral
interspedtic
incompatihilily).
lt
is
probably
the
presenee
of
a
sanw
spt•dfie
information
in
the
pollen
and
wilhin
certain
parts
of
the
sligma
or
the
stylt•
whkh
initiales
the
rdalionship
of
self-incompnlibi-
lity.
Tlw
spt•c·iticity
of
the
information
expn•ss('(l
hy
each
pollen
grain
may
b<'
dell'rminc<l
hy
its
genotype
(ganwlophylk
incompatihility)
or
hy
the
genotype
of
the
eells
forming
thL'
tapl'l.um
of
LhP
anther
(sporophytk
incompatihility).
(*)
Contribution
n"
BIO
1510
au
Programme
Biologit•,
Radioproledion
PL
Rt•cherrlw
m(•clil'alt•
dt•
la
[)in•clion
(;(,n(·rah>
XII
des
Communautés
européennes.
ACTUALIT{:S
IIOTA!'\IQUES
The
self-incompalibility
system
which
Jws h!'!'ll
most
thoroughly
inv!'stigated
is
the
polyallelie
gametophytie
monofadorial
system
whkh
is
!'hanwteriz!'d
by
hundreds
of
dill't•rent allt•les.
This
system
is
governed
hy
a IO!·us
(S)
whieh
behaves,
wht•n
exposcd
to
mutagenk
agt•nts,
as
a
tripartite
strueture
<"lllllJHISed
of
on<•
l'l<•ment
of
speciticity
and
Iwo
clcmt•nls
of
activity.
The
dements
of
aclivity
regulate
the
t•xpn·ssion,
one
in
the
pollen
and
the
other
wilhin
the
stigma
or
the
style,
of
the
ÎIH'Oillpatihilityphenolype
whil'h
is S]l!'l'Îfil•d
hy
the
clement
of
speeiticity.
~ew
self-ineompa!ihilily
allt•les,
gcnerated
al
very
high
frequl'nt·ies,
have
becn
rceordcd
to
appcar
sponlaneously
in
inbred
individuals
obtaincd
through
various
selting
techniques
sueh
as
hormonal
!r·!•almt•nts,
t•xposun·
to
high
tt•mperaturt•s
or
huc!
pollinalions.
Pollen
inhibition
hy
the
stigrna
n•sults,
in
certain
east•s
of
sporophylic
in<·ompatihility,
from
lhe
ot~dusion
by
a
polysacehar·ide
of
the
stigmatic
lut]lilhtt'
lo<~atcd
helow
the
pollen
grain.
This
readion
can
he
induced
in
the
lahoratory
through
the
application,
on
a
fragment
of
unpollinatc!l
stigma,
of
the
proteins
localized
in
the
exine
eavities
of
inl'Olll)lalihle
poll<•n.
Tt
is also
possihlP,
in
some
speries,
lo
ovcreomc
the
barrier
of
intcrspccifil'
ineom-
patibility
hy
adding
to
the
ineompa!ihlc
pollen
tlw
proteins
extflll'l.e<i
from
lhe
walls
of
compatible
pollen.
*
* *
JNTHOIHJCTION
DÉFI!'\!TIO="
ET
CAHACTI~RISTIQUES
PHINCIPALES
DU
Plll::NO~Ü:x
E
D'A
UTO-IXCOl\!PATIBILITI~
L'auto-incompatibilité
corrt'spond
à
l'incapacité
d'une
plante
à
fleurs
hermaphrodites
et
ft'rtiles
à
produire
des
zygotes
après
autopollinisation.
Cette
barrière
prézygotique,
qui
maintient
l'allogamie
el
la
panmixie
chez
plusieurs
milliers
d'espèces
appartenant
à
250
genres
répartis
dans
plus
de
70
familles
d'angiospermes
(BREWBAKEn,
1959),
se
manifeste
par
le
rejet
du
pollen
ou
du
tube
pollinique
au
niveau
du
stigmate
du
style
ou
de
l'ovaire_
L'anêt
de
croissance
du
tube
pollinique
[dont
l'évolution
en
terrain
incom-
patible
a
été
décrite
par
v.d.
Pr.urnr
et
LINSKENS (UI66)
ct
par
de
NETTAN-
COURT
el al. (Hl73)]
ou,
dans
certains
cas,
l'incapadté
du
grain
de
pollen
à
germer
sur
le
stigmate
(LEWis,
1D•B;
DICKINSON
ct
LEwrs,
Hl7:~)
sc
produit
lorsqu'une
information
spécifique
présente
dans
le
stigmate,
le
style
ou
l'ovaire
de
la
plante
auto-incompatible
est
également
exprimée
par
le
grain
de
pollen
ou
par
le
tube
pollinique.
Cctle
inl'ormation
spédflque
étant
déterminée
par
des
gènes
dont
les
produits
sont
présents
dans
les
tissus
somatiques
du
pistil
et
dans
le
pollen,
l'autopollinisation
d'une
plante
auto-ineompatible
est
toujours
incompatible.
Inversement,
la
pollinisation
croisée
à
l'intérieur
d'une
espèce
composée
d'individus
auto-incompatibles
est
eompatible
ou
semi-cornpatible
chaque
fois
qu'elle
fait
intervenir
des
sujets
porteurs
d'informations
différentes
pour
le
caractère
d'auto-incompatibilité.
De
nombreux
systèmes
d'incompatibilité,
et
notamment
ceux
que
l'on
retrouve
le
plus
souvent
chez
les
Solanées,
les
Légumineuses
et
les
Crucifères,
ne
sont
gouvernés
que
par
un
seul
gène:
ils
sont
monofaetoriels.
Les
autres
systèmes
sont
généralement
bi-factoriels
(cas
des
Graminées
déflni
par
LuNn-
QUIST,
1955,
1962a,
1962b)
ou
polyfaetoricls
(trois
et
quatre
loci
différents
chez
Ranunculus
acris
et
Bela
vulgaris:
LuNDQUisT el al.,
1973;
polygènes
chez
Bora
go
oflicinalis: CROWE, 1971 ).
Il.
DE
:-\ETTA:\"COllRT
Dans
tous
les
cas
connus,
à
quelques
exceptions
près
dont
ellrs
de
Theo-
brama cacao
(BouHARlllONT,
1 \!60 ; CoPE, 1
~J62)
ct
de
Bora
go
of!icinalis
(CROWE, 1 \)71),
la
détermination
du
phénotype
d'incompatibilité
du
pistil
est
assurée
par
les
cellules
somatiques
du
stigmate,
du
style
ou
de
l'ovaire.
Chez
un
individu
normalement
diploïde,
deux
allèles
par
locus
participent
donc
à
cettr
détermination.
En
revanche,
le
phénotype
d'incompatibilité
du
pollen
peut
être
spécifié
par
le
grain
de
pollen
lni-même
(incompatibilité gaméto-
phytique)
ou
par
les
cellules
qui
composent
le
tapis
de
l'anthère
(incompatibilité
sporophytique).
Dans
un
système
d'incompatibilité
gamétophytique
monofactoricl,
chaque
grain
de
pollen
ne
contient
qu'un
seul
allèle
d'incompatibilité
et
c'est
ccl
allèle
(fig.
1)
qui
spécifie
le
phénotype
d'incompatibilité
du
pollen:
il
n'y
a
donc
pas
d'action
intcrallélique
possible.
Il
n'y
en
a
pas
davantage
dans
le
pistil
oü
chacun
des
deux
allèles
présents
conserve
son
indépendance.
De
très
longues
séries
polyalléliques
caractérisant
le
système
d'incompatibilité
gamétophytique
monol"aeloriel
et
plusieurs
eentain~·s
d'allèles
différents
ont
été
dénombrés
chez
certaines
espèces
des
genres
Sicoliana,
Tri(olium,
Lycopersicum
cl
Prunus
(de
l\"ETTANCOCRT,
Hl72,
1\l77).
SYSTEME
GAMETOPHYTJQUE
Fig.
1.
-
Origines
de
l'information
génélique
qui
détermine
le
phénotype
d'incompati-
bilité
du
grain
de
pollen
dans
les
systèmes
gamétophytiqucs
et
sporophytiqu<'s.
100
ACTCALITI~S
BOTA="IQUES
Dans
h'
système
d'incompatibilité
sporophytique,
e'est
le
génotype
di-
ploïde
de
la
plante
mère
qui
détermine
le
phénotype
d'incompatibilité
du
pollen.
Cette
opération
est
conduite
à
partir
du
tapis
de
l'anthère
d'où
sont
expédiées
Y
crs
les
ca
Yi
tés
de
l'exine
du
pollen
(fig. 1)
les
protéines
qui
parti-
cipent
à
la
réaction
de
rejet
(HESLOP-HAHHIS0:-1 el
al.,
1 !J7:i, 1
!)74:
lJICKI:'\SO="
el
LEWIS,
1\l7::!
; DicKIKSOK
et
BELL,
Hl76).
Dans
un
système
sporophyliqm•
monofaetoriel,
il y a
généralement
interaction,
tant
dans
le
pollen
que
dans
le
pistil,
des
deux
allèles
qui
spécifient
le
phénotype
d'incompatibilité
du
pollen
et
du
pistil.
Il
peut
donc
y
ayoir,
par
le
jeu
des
rrlations
de
dominance,
incom-
patibilité
entre
deux
indiYidus
génétiquement
différents
l'un
de
l'autre
pour
le
caractère
d'incompatibilité.
La
plupart
des
systèmes
sporophytiqucs
homo-
morphes
sont
caractérisés
par
de
longues
séric·s
polyalléliques.
Plusieurs
dizaines
d'allèlrs
différents
ont
été
dénombrés
chez
certaines
espèces
du
genre
Brassica
(OcKE:-;nor..:,
1974
),
Rap/wnus
(SA:\IPSO:'\, 1!Hi7)
et
1
be
ris
(BATE~IA:>;,
1 \)45).
I
Nco:o-IPATIBIIXJ'J::
Il'o."TEHSJ>I::ciFIQUE
Comme
l'aulo-incompatibililé,
l'incompatibilité
i
nlcrspéeiflque
constit
uc
une
barrière
prézygotique
qui
peut
se
manifrster
au
niYeau
du
stigmate,
du
style
ou
dr
l'ovaire.
Elle
a
généralement
pour
t'fiel
d'empêcher
la
croissance
(}es
tubes
polliniques
d'espèces
auto-compatiblt's
ù
l'intérieur
des
styles
d'espèees
auto-incompatiblrs.
L'incompatibilité
in
tt'rspéciflquc
présente
de
très
nom-
breuses
analogies
a y
cc
l'auto-incompatibilité
(de
:\'ETTAxcoURT, 1 \l77)
mais
en
di!Ière
nécessairement
au
niYeau
de
son
mécanisme
de
base
qui,
bien
éYidem-
ment,
ne
peut
êtrr
assimilé
ù
un
phénomène
d'auto-rejet.
La
partieipation
au
contrùlt'
dt'
l'incompatibilité
interspécifique
des
lod
qui
gouYt'riH'Ill
l'auto-
incompatibilité
chez
les
cspècrs
auto-incompatibles
constilur
un
sujet
contro-
versé
(HOG
EXBOO~I,
1975
;
de
NETTAXCOCHT, 1 \)77).
INCO:\TPATIBIL
ITl~
ET
l\Il'TAGENJ~:SE
Le
système
d'auto-incompatibilité
gamétophytique
monofal'loriel
est
particulièrement
adapté
aux
trayaux
de
mutagenèse
induite
puisque
chaque
grain
de
pollen
porteur
d'mw
mutation
au
locus
d'incompatibilité
(locus
S)
est
automatiquement
acccpll;
par
le
pistil
incompatible
lorsque
la
mutation
induite
aboutit
à
une
perte
de
fonction
au
locus
S
ou
à
un
changement
de
spécificité.
J\fcTA
Tl
O!'OS
D'A
UTO-COl\IJ>ATIBJI.ITI~
Les
rayonnements
ionisants
ont
la
capacité
d'induire
des
mutations
d'auto-compatibilité
(c'cst-à-dirr
des
pertes
dt•
fonction)
au
locus
S
d'incompa-
tibilité
chrz
de
nombreuses
espèces
d'Angiospermes
dont
Prunus
IWÏlmi
et
6
7
8
9
1
/
9
100%
