Groupe 1

TD : introduction d’un
caractère agronomique dans
plusieurs espèces
Cas de l’introduction
de l’apyrénie
TD : introduction d’un caractère agronomique
dans plusieurs espèces
Groupe 1 : Etat des lieux.
1. Bilan des fruits sans pépins qui existent dans le commerce / au
laboratoire.
2. Quels sont les avantages et inconvénients des fruits sans
pépins.
3. Sur quels mécanismes sont basés l’introduction de l’apyrénie.
Détailler la production de fruits apyrènes chez le cornichon et la
pastèque.
4. Quels sont les trois défis pour faire des variétés apyrènes. Pour
chaque exemple de l’article, dire comment ces défis ont été
relevés.
TD : introduction d’un caractère agronomique
dans plusieurs espèces
Groupe 2 : fonctionnement des brevets pour la production de
plantes apyrènes en F2.
1. Brevet PIONEER.
2. Brevet DU PONT DE NEMOURS.
3. Brevet DELTA PINE.
Groupe 3: introduction de la parthénocarpie
1. Comment fonctionnent les brevets visant à introduire le caractère
parthénocarpie ?
2. Quelle stratégie a choisi d’utiliser Rotino et al. ? Comment produire des
tomates apyrènes ?
3. Quelles différences y a-t-il entre variété transgénique et variété d’origine et
entre 2 variétés non transgéniques différentes ?
ARTICLES A LIRE
• « Less is better : new approaches for
seedless fruit production .»
• « Open field trial of genetically modified
parthenocarpic tomato : seedlessness and
fruit quality. »
Groupe 1 : Etat des lieux.
1. Bilan des fruits sans pépins qui existent dans le commerce / au
laboratoire.
2. Quels sont les avantages / inconvénients des fruits sans pépins.
3. Sur quels mécanismes sont basés l’introduction de l’apyrénie.
Détailler la production de fruits apyrènes chez le cornichon et la
pastèque.
4. Quels sont les trois défis pour faire des variétés apyrènes. Pour
chaque exemple de l’article, dire comment ces défis ont été
relevés.
Intérêt des fruits sans pépins
Pour les consommateurs
•
•
•
•
Faciliter la consommation ou la préparation.
Augmenter la quantité de produit consommable.
Améliorer les qualités organoleptiques
– Fruits et légumes plus sucrés et plus frais.
– Meilleure consistance.
– Meilleure conservation.
Fleur ayant une durée de vie plus longue.
Pour les producteurs
• Etendre la période de production.
• Eviter les problèmes de pollinisation.
• Améliorer la productivité car le développement de la graine inhibe le
développement d’autres fruits.
• Faciliter la récolte car produit plus ferme.
Pour les industriels de la semence
• Protection de la recherche.
• Contournement partiel des problèmes de dissémination des OGM.
Quels sont les prérequis pour arriver à
faire des fruits sans pépins ?
3 challenges
1.
2.
3.
Introduire la capacité de la plante à former un fruit en
absence de fécondation.
+/- liés
Empêcher la fécondation.
Système d’apyrénie compatible avec une structure variétale
de type hybride F1.
Suppression de fécondation
Mutants stériles
Mauvaises conditions de pollinisation
Triploidie - transgénèse
Pollen irradié
Mauvais
développement
du fruit
Développement après
traitement hormonal
Utilisation d’un gène
de parthénocarpie
Pb : mutation
pléïotropique
Parthénocarpie facultative
Suppression de la fécondation
Développement
d’un fruit apyrène
Développement
d’un fruit apyrène
Quelles sont les difficultés pour produire
des fruits sans graines ?
Pollinisation et
fertilisation sont des
signaux de mise à fruit
Embryon
Graine
Fruit
Schémas de production de variétés de
type hybride F1
PARENT 1
PARENT 2
Challenge : saut de génération du
caractère apyrène
Parents 100% fertiles
faciles à multiplier
GRAINES F1
Graines F1 à 1OO% viables
Vendues aux agriculteurs
DEVELOPPEMENT
NORMAL
PLANTE F1
FRUITS SANS PEPINS
Fruits apyrènes
vendus aux agriculteurs
Quels sont les fruits sans pépins existants
dans le commerce / laboratoire ?
(principes d’obtention)
Triploïdie
Pastèques
Pommier
Mutant
parthénocarpique
Citrus
Mutant
Réduction de
Polyembryonie
Citrus
concombre
cornichon
Pommier
Tomate
Traitement
Hormonal GA
Piment, Tomate, Aubergine
Transgenèse
Tomate,
Aubergine,
Fraise
Framboise
Cornichons sans pépins
sexualité
monoïque
gynoïque
a+g+
a+g
andromonoique hermaphrodite
ag+
a+/a normal / étamines dans les fleurs
ag
(génotype)
g+/g 2 / 1 type de fleurs
Cornichon sans pépins
Gynoïque
parthénocarpique
hermaphrodite
non parthénocarpique
ISOLEMENT
(Baker, 1973)
Hybride F1
Gynoïque
Parthénocarpique
Mutations dominantes
GA3
Gynoïque
parthénocarpique
andromonoïque
Non parthénocarpique
ETEPHON
Hybride F1
Gynoïque
Parthénocarpique
Mutation dominante
GA3
Induire la parthénocarpie : mutant
Eviter la formation de graines : maîtrise de la sexualité du cornichon
Pastèques sans pépins
Diploïde
2n
Diploïde
2n
Tétraploïde
4n
Difficile
Nombreux brevets
F1 vendu aux
Triploïde agriculteurs
3n (stérile)
Triploïde
+
Récolte de fruit apyrène
pollinisateur 2n
Groupe 2 : fonctionnement des brevets pour la production de
plantes apyrènes en F2.
1. Brevet PIONEER.
2. Brevet DU PONT DE NEMOURS.
3. Brevet DELTA PINE.
Principe commun pour les trois brevets
permettant la production de fruits
apyrène?
Idée : fusionner un gène cytotoxique avec un promoteur
spécifique de la graine.
Exemples de gènes cytotoxiques
• Toxine diphtérique A (Czako M et al.,1992) mortalité de la graine
chez A. thaliana.
• Exotoxine A (Koning A et al., 1992) Mortalité de la graine chez
B.napus.
• Barnase (Golman, MHS, 1992) ablation du stigmate.
• Rnase T1 (Marianni C. et al., 1992) stérilité mâle.
• Toxine ricine : fonctionnement chez les plantes inconnus.
Recherche fondamentale : détruire spécifiquement
des cellules et suivre les lignages cellulaires
Concurrence avec les
ablations aux lasers
STRATEGIE PIONEER POUR CRÉER DES
VARIETES APYRENES
Le brevet
• Titre : « Genetic constructs and
methods for producing fruits with
very little or diminished seed.
• Principe :
OK
OK
+
mort
albumen
embryon
tégument
suspenseur
STRATEGIE DU PONT DE NEMOURS POUR
CRÉER DES VARIETES APYRENES
Que penser de pembprec::lox-seq-lox::bar
Pembtard::cre
STRATEGIE DELTA PINE POUR CRÉER DES
VARIETES APYRENES
Brevet Terminator - bien ou mal ?
Groupe 3: introduction de la parthénocarpie
1. Comment fonctionnent les brevets visant à introduire le caractère
parthénocarpie ?
2. Quelle stratégie a choisi d’utiliser Rotino et al. ? Comment produire des
tomates apyrènes ?
3. Quelles différences y a-t-il entre variété transgénique et variété d’origine et
entre 2 variétés non transgéniques différentes ?
Quelles sont les stratégie pour induire
une parthénocarpie ?
Stratégie utilisée par Rotino et al. Pour
créer des tomates apyrènes ?
Promoteur du muflier
Spécificité : Placenta -ovule
Limitation de l’efficacité
de transcription
pdefHA:: RI::iaam
Surproduction d’auxine
Fonctionne chez :
Aubergine, tomate, fraisier,
framboisier
Parthénocarpie facultative
Castration aubergine
Tomate cultivée mauvaises conditions de pollinisation
Différences HF1 / UC2 – transgéniques
/non transgéniques
Transgénique : plus de fruits de petite taille
Effet variété : hybride plus productif que variété
UC82 transgénique ou non
Pas d’effet
Pas d’effet
Transgénèse : diminution du nombre de fruits
avec graines et du nombre de graines par fruits.
Effet variété : sur le nombre de graines par
fruits.
Différences HF1 / UC2 – transgéniques
/non transgéniques
variété : pH, matière sèche, indice Brix
transgénèse : couleur
Transgénèse : effet sur la production de vitamine C
Pas d’effet
Pas d’effet
Conclusion
• Un caractère peut être intéressant pour plusieurs
espèces.
• Des techniques différentes peuvent être utilisées
pour introduire un caractère dans des espèces
différentes.