L’amélioration des plantes cultivées constitue un enjeu majeur pour l’humanité, notamment pour son alimentation.
I. Des plantes sauvages aux plantes cultivées
La comparaison de plantes cultivées et de leur « ancêtre » sauvage met en évidence un ensemble de caractères normalement défavorables en milieu naturel : c’est le syndrome de la domestication.
Doc Comparaison de la téosinte et du maïs
La domestication a commencé dans divers foyers par le choix des plants les plus intéressants ou sélection massale. Cette sélection artificielle de caractères d’intérêt agronomique a rendu la reproduction des plantes totalement dépendante de l’action humaine. Une relation mutualiste s’est ainsi établie entre l’homme et les plantes cultivées.
II. La création variétale moderne
Depuis le XXe siècle, les progrès de la génétique permettent l’obtention de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales.
Par autofécondation puis croisement, des lignées pures puis des variétés hybrides ont été mises au point. Depuis les années 1980, les biotechnologies et notamment la transgenèse autorisent des modifications ciblées des plantes.
La production de semences est aujourd’hui une activité économique spécialisée.
Méthode
Calculer le nombre de gènes impliqués dans la domestication
Vers 1970, George Beadle réalise des croisements entre des plants de maïs et de téosinte pour déterminer l’origine des différences morphologiques.
À partir de l’étude des croisements, déterminer le nombre de gènes impliqués dans la différence phénotypique des deux plantes.
Doc Les croisements réalisés par George Beadle
Conseils
Étape 1 Pour un gène, déterminer le génotype des parents et de la génération F1.
Étape 2 Indiquer que la probabilité d’obtenir le phénotype [maïs] ou [téosinte] dans la génération F2 est égale à 1/4.
Étape 3 En considérant x gènes indépendants, indiquer que la probabilité d’obtenir le phénotype [maïs] ou [téosinte] dans la génération F2 est de (1/4)x.
Étape 4 Déterminer x et conclure.
Solution
Étape 1 Pour un gène à deux allèles, le génotype du maïs peut s’écrire (m//m) et celui de la téosinte (t//t). Les individus de la génération F1 de phénotype intermédiaire sont donc hétérozygotes (m//t).
Étape 2 La génération F1 produit deux types de gamètes. La probabilité d’obtenir (m//m) ou (t//t) en génération F2, soit des phénotypes [maïs] ou [téosinte], est donc de P = 1/4.
Étape 3 Pour deux gènes indépendants, la génération F1 produit quatre types de gamètes dans des proportions de 1/4. Donc P = (1/4)2 = 1/16 individus de la génération F2 auront le phénotype [maïs] ou [téosinte]. Pour trois gènes, P = 1/64 ; pour quatre gènes, P = 1/256 ; pour cinq gènes, P = 1/1 024.
Étape 4 Comme la génération F2 présente 1/500 individus de chaque phénotype, x est compris entre 4 et 5, donc quatre ou cinq gènes sont impliqués dans la différence phénotypique entre le maïs et la téosinte.
Info
Dans les années 1980, des études génétiques ont montré que cinq régions chromosomiques étaient impliquées.