L'Homme créateur de nouvelles plantes - Maxicours

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L'Homme créateur de nouvelles plantes

Objectif(s)
Les paysans ont toujours cherché à modifier les plantes cultivées, grâce à des croisements entre variétés présentant des caractères à intérêt : plus résistants, produisant plus de matière, etc...
Depuis le milieu du 20e siècle, on peut également améliorer les variétés végétales grâce à des manipulations génétiques.
On cherche à savoir comment obtenir de nouvelles variétés de plantes qui n'existent pas dans la nature.
1. La sélection génétique des espèces par croisement
Le but est d'obtenir une vigueur hybride : des races pures aux performances remarquables.
a. Principes de la sélection génétique
Les variétés végétales diffèrent par de nombreux caractères. Chaque caractère est déterminé par un gène et chaque gène peut exister sous plusieurs versions appelées : allèles.

Plusieurs combinaisons sont possibles, pour 2 allèles considérés :
• lorsque les deux allèles du gène sont identiques : l’individu est dit « homozygote » pour ce gène ;
• lorsque les deux allèles sont différents : l’individu est dit « hétérozygote » pour ce gène.

Dans le cas des hétérozygotes, si un seul allèle s’exprime, on dit que cet allèle est DOMINANT, l’autre, celui qui ne s’exprime pas, est dit RÉCESSIF.
Si les deux allèles s’expriment, ils sont CO-DOMINANTS.

Pour faire de la sélection génétique par croisement, il faut que le caractère désiré soit de préférence dominant et que l'individu utilisé pour le croisement soit lignée pure, c'est à dire homozygote pour ce caractère.
b. Obtention des hybrides par croisement
Lors de la sélection génétique par croisement, on utilise des individus parents de lignée pure qui présentent chacun un caractère d'intérêt, d'un point de vu agro-alimentaire. On espère ainsi obtenir des descendants appelés génération F1, des hybrides ayant hérités des caractères de chacun des 2 parents ; on parle de « vigueur hybride ». Ces hybrides n'existent pas naturellement.

Exemple des Tomates.

Certaines variétés sont petites (g) mais résistantes aux attaques des champignons (R) et d'autres sont grosses (G) mais sensibles aux attaques des champignons (r).

On veut obtenir une variété de tomates hybrides qui soit à la fois grosse (G) et résistante aux champignons (R).

Pour cela, on croise nos 2 variétés naturelles, à conditions qu'elles soient de lignée pure et que les caractères d'intérêt soient homozygotes dominants.
On obtient une génération hybride F1 homogène, c'est à dire que 100 % des F1 présentent la vigueur hybride attendue.


Doc. n° 1 : Création d'une nouvelle variété de tomate

On obtient donc un hybride très intéressant d'un point de vue agro-alimentaire.
Ces manipulations ont permis de multiplier les rendements par 6 en 60 ans.
L'inconvénient est que ces hybrides sont des hétérozygotes, ce ne sont pas des lignées pures et la plupart ne peuvent se reproduire et fournir de nouvelles graines pour les années suivantes.
Pour conserver ces caractères d'intérêts, l'agriculteur est donc obligé d'acheter des nouveaux plants tous les ans.
2. La sélection génétique des espèces par manipulations génétiques
L'utilisation de ces techniques a révolutionné le 20e siècle. Elles permettent d'obtenir des variétés génétiquement identiques qui possèdent les mêmes propriétés d'intérêt à partir d'un seul individu sélectionné pour ses qualités remarquables.
Ces techniques permettent de s'affranchir de la reproduction sexuée et donc des croisements sélectifs, c'est donc un gain de temps (plus besoin d'attendre la formation des appareils reproducteurs, fécondation etc...).
De plus, cela permet le partage de caractères entre des variétés qui, naturellement, ne pourraient pas se croiser (par exemple des variétés séparées géographiquement).
a. La transgénèse
C'est une technique moderne qui permet essentiellement de modifier des plantes de cultures.
C'est le transfert d'un gène d'intérêt (végétal ou bactérien) dans le génome de l'espèce végétale que l'on va cultiver.
On obtient ainsi des OGM : Organisme Génétiquement Modifiés, produisant un nouveau caractère.

Exemple du maïs.

On voudrait créer une variété de maïs pouvant lutter naturellement contre les insectes, pour éviter l'ajout manuel de pesticides, coûteux et polluant.
Pour cela, on a récupéré le gène permettant la synthèse d'une protéine pesticide chez une bactérie, puis on l'a inséré par transgénèse dans le génome d'une variété de maïs.
On a ainsi pu créer une nouvelle variété de maïs produisant ses propres pesticides.
 

Doc. n° 2 : Création d'un Maïs OGM par transgénèse.

On pourrait également produire des plantes moins coûteuses en eau ou encore avec des qualités alimentaires remarquables (exemple : plus de gluten pour le blé).

Inconvénients : nous n'avons pas encore assez de recul sur ces manipulations génétiques pour affirmer ou non si elles ont un impact sur la santé humaine. Donc, même si les potentialités sont infinies et permettraient de grandes avancées en matière d'agriculture, il faut rester prudent sur leur utilisation.
b. Le clonage végétal ou bouturage
Cette technique consiste en l'obtention d'un ou plusieurs individus à partir d’une cellule d’un individu d’origine. Tous seront identiques génétiquement.
Cette technique est très utile pour pérenniser un individu aux performances remarquables.

C’est un mode de multiplication végétative très utilisé à l'état naturel par certains végétaux.
Il a été repris par l'Homme pour produire à l'identique et en grande quantité certains végétaux à intérêts alimentaires. Chaque individu donne naissance à un nouvel individu (= individu issu du plant mère) à partir d'un organe ou d'un fragment d'organe isolé (tige, racine).

Doc. n° 3 : Le clonage végétal de la pomme de terre.
L'essentiel
La sélection génétique des espèces végétales va permettre à l'Homme de créer de nouvelles plantes qui n'existeraient pas naturellement. L'Homme influe donc de cette manière sur la biodiversité spécifique végétale.
Le but est de créer des plantes ayant un intérêt remarquable d'un point de vue agro-alimentaire. On peut parler d'une domestication des plantes.

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