Mise au point de matériel génétique de pomme de terre diploïde avant la sélection présentant de grandes variations phénotypiques induites par la mutagenèse avec du méthanesulfonate d'éthyle

Citation

Somalraju, A., Ghose, K., Main, D., Bizimungu, B., Fofana, B. (2019). Development of pre-breeding diploid potato germplasm displaying wide phenotypic variations as induced by ethyl methane sulfonate mutagenesis. Canadian Journal of Plant Science, [online] 99(2), 138-151. http://dx.doi.org/10.1139/cjps-2018-0189

Résumé en langage clair

Les changements génétiques connus sous le nom de mutations mènent à l’évolution et à la diversification des plantes et sont les principales sources de variation dans la sélection des variétés végétales. Lorsque les variations naturelles du matériel de sélection sont limitées, les phytogénéticiens imitent l’évolution naturelle en induisant des changements à l’aide d’agents physiques ou chimiques. La pomme de terre cultivée a une diversité génétique étroite et une constitution génétique complexe qui rend ses études génétiques difficiles. Certains parents sauvages de la pomme de terre cultivée ont un patrimoine génétique plus restreint, car ils ne possèdent que la moitié du patrimoine génétique de la pomme de terre cultivée. Sur le plan génétique, ces types sauvages sont faciles à travailler et peuvent être utilisés pour l’amélioration des pommes de terre cultivées ou peuvent être cultivés seuls comme variétés. Dans la présente étude, le but ultime était d’élargir la variabilité génétique des pommes de terre sauvages et de constituer une collection de plantes de présélection pour l’amélioration de la pomme de terre. Les chercheurs ont traité de vraies semences de pomme de terre d’espèces sauvages avec un agent chimique capable d’induire des changements génétiques dans la constitution génétique des semences de pomme de terre. Après l’ensemencement, les données ont montré une grande différence dans les caractéristiques des plantes, des fleurs et des tubercules des plantes traitées par rapport à celles des plantes non traitées. En plus des caractéristiques normales des plantes, des caractéristiques anormales, notamment des tiges tordues, un jaunissement partiel et/ou complet des feuilles et des tiges, ainsi que des plantes à tige faible avec un port de vigne, ont également été observées. Nous avons également observé des changements dans la couleur des fleurs, la couleur des tubercules, la forme, la grosseur et le rendement des pommes de terre traitées comparativement aux pommes de terre non traitées. Dans l’ensemble, cette nouvelle collection diversifiée de plantes de pomme de terre représente une ressource génétique de première qualité pour les programmes d’amélioration de la pomme de terre et les biologistes des plantes pour l’étude de la fonction génique.

Résumé

© 2019, Institut agricole du Canada. Tous droits réservés. Les mutations sont les principaux moteurs de l’évolution et de la diversification des plantes. En sélection variétale, on cherche toujours des sources de variation comme matériel de départ. Ainsi, en l’absence de variations naturelles souhaitées dans les populations reproductrices, une mutagenèse ciblée ou aléatoire est appliquée pour induire des variations. La pomme de terre cultivée (Solanum tuberosum L) est une espèce autotétraploïde à base génétique étroite et fortement hétérozygote, et la complexité de son génome rend les études génétiques plus difficiles. Dans la présente étude, nous avons utilisé du méthanesulfontate d'éthyle (MSE) pour élargir la variabilité génétique de la pomme de terre diploïde en vue de son utilisation comme matériel de présélection dans le cadre de la sélection de pommes de terre polyploïdes et diploïdes. Comme matériel de départ, de vraies semences de pomme de terre ont été traitées avec du MSE à 1,2 % pendant 4 à 6 h ainsi que des semences non traitées comme témoins. Nous avons observé une grande variation en termes de taux de germination, de plante, de fleur et de phénotype des tubercules chez les plantes traitées avec MSE par rapport à leurs homologues non traitées. En particulier, nous avons observé des phénotypes anormaux, notamment des tiges tordues, des feuilles et des tiges partiellement chlorosées, des variations de la couleur des tiges et des plantes à tige faible à port latéral ainsi que des plantes à port déterminé, ainsi que des caractéristiques normales. De plus, nous avons observé des variations dans la couleur, la forme et la grosseur des fleurs et des tubercules ainsi que dans le potentiel de rendement chez les lignées traitées avec MSE. À notre connaissance, la caractérisation phénotypique d’une collection de pommes de terre diploïdes ayant subi une mutation modulée par MSE est la première en son genre et constitue une ressource génétique de premier ordre pour les programmes d’amélioration de la pomme de terre et pour les biologistes des végétaux pour la caractérisation fonctionnelle des gènes chez la pomme de terre.