Taux d'hybridation et valeur adaptative des hybrides de Camelina microcarpa Andrz. ex DC (♀) et de Camelina sativa (L.) Crantz(Brassicaceae) (♂)

Citation

Martin, S.L., Lujan-Toro, B.E., Sauder, C.A., James, T., Ohadi, S., Hall, L.M. (2019). Hybridization rate and hybrid fitness for Camelina microcarpa Andrz. ex DC (♀) and Camelina sativa (L.) Crantz(Brassicaceae) (♂). Evolutionary Applications, [online] 12(3), 443-455. http://dx.doi.org/10.1111/eva.12724

Résumé en langage clair

L'hybridation entre les cultures et leurs parents sauvages peut introduire de nouvelles variations dans les populations sauvages. Ces nouvelles variations peuvent permettre à une espèce de surmonter les limites de son aire de répartition géographique. La caméline (Camelina sativa) est une plante oléagineuse annuelle à cycle court, et on travaille actuellement à la mise au point de cultivars de caméline à caractères nouveaux, d'où la nécessité d'évaluer le potentiel d'introgression des transgènes chez les mauvaises herbes apparentées à la caméline. La caméline à petits fruits (ou à petites graines; Camelina microcarpa) est une mauvaise herbe naturalisée au Canada et aux États-Unis. Il s’agit d’une annuelle d'hiver obligatoire, qui a besoin d’une saison plus longue pour une bonne grenaison. Nous avons évalué le taux d'hybridation sexuelle entre les trois cytotypes de caméline à petits fruits (♀) et la caméline cultivée (♂), évalué les caractéristiques des hybrides et l'aptitude des hybrides de la caméline à petits fruits hexaploïde et de la caméline cultivée, en serre et au champ. Au total, nous avons effectué 1005 croisements manuels avec la caméline à petits fruits diploïde, 1172 croisements avec la caméline à petits fruits tétraploïde et 896 croisements avec la caméline à petits fruits hexaploïde. Aucun hybride n'a été produit par les diploïdes, mais les tétraploïdes et les hexaploïdes en ont produit à raison de de 1 hybride pour 2000 ovules pollinisés et de 24 hybrides pour 25 ovules pollinisés, respectivement. Chez les hybrides de la caméline à petits fruits tétraploïde et de la caméline cultivée, la fertilité du pollen et le rendement grainier étaient faibles. Dans les essais en serre, chez les hybrides de la caméline à petits fruits hexaploïde et de la caméline cultivée, la fertilité du pollen et le rendement grainier étaient significativement plus faibles que chez les lignées parentales, mais leurs graines avaient une excellente viabilité. Dans les essais au champ, on a observé des résultats similaires, les plantes hybrides ayant un poids moindre et un rendement grainier réduit, et leurs graines avaient aussi un poids réduit. Cependant, les graines produites par les hybrides germent deux fois plus vite que celles produites par la caméline à petits fruits hexaploïde lorsqu'elles sont cultivées à Edmonton, en Alberta, peut-être en raison de leur court cycle de vie, une caractéristique de la cameline cultivée. L'introduction des gènes responsables de ces caractères dans les populations de caméline à petits fruits pourrait permettre l'expansion de l'aire de répartition vers le nord et contribuer à la persistance des gènes de la plante cultivée. Les travaux futurs devraient évaluer le taux d'hybridation sur le terrain et le rôle du délai de maturation dans la limitation de la distribution géographique actuelle de la caméline à petits fruits hexaploïde.

Résumé

L'hybridation entre les cultures et leurs parents sauvages peut introduire des variations nouvelles dans les populations sauvages. La caméline (Camelina sativa) est une plante oléagineuse prometteuse, et des chercheurs travaillent actuellement à mettre au point des cultivars résistants aux herbicides avec des graines aux caractéristiques modifiées, d'où la nécessité d'évaluer le potentiel d'introgression de transgènes chez les mauvaises herbes apparentées à la caméline. La caméline à petits fruits (ou à petites graines; Camelina microcarpa) est une mauvaise herbe naturalisée au Canada et aux États-Unis. Nous avons évalué le taux d'hybridation entre les trois cytotypes de caméline à petits fruits (♀) et de caméline cultivée (♂), évalué les caractéristiques des hybrides et l'aptitude des hybrides de la caméline à petits fruits hexaploïde et de la caméline cultivée, en serre et au champ. Au total, nous avons effectué 1005 croisements manuels avec la caméline à petits fruits diploïde, 1172 croisements avec la caméline à petits fruits tétraploïde et 896 croisements avec la caméline à petits fruits hexaploïde. Aucun hybride n'a été produit par les diploïdes, mais les tétraploïdes et les hexaploïdes en ont produit à raison de 1 hybride pour 2000 ovules pollinisés et de 24 hybrides pour 25 ovules pollinisés, respectivement. Chez les hybrides de la caméline à petits fruits tétraploïde et de la caméline cultivée, la fertilité du pollen et le rendement grainier étaient faibles. Dans les essais en serre, chez les hybrides de la caméline à petits fruits hexaploïde et de la caméline cultivée, la fertilité du pollen et le rendement grainier étaient significativement plus faibles que chez les lignées parentales, mais leurs graines avaient une excellente viabilité. Dans les essais au champ, on a observé des résultats similaires, les hybrides ayant une biomasse, un rendement grainier et un poids des graines réduits. Toutefois, les graines produites par les hybrides avaient une viabilité supérieure à celles produites par la caméline à petits fruits hexaploïde, ce qui pourrait résulter du cycle de vie plus court des hybrides. L'introgression de ces caractères dans les populations de caméline à petits fruits pourrait faciliter l'expansion de l'aire de répartition et contribuer à la persistance des gènes de la plante cultivée. Par conséquent, les travaux futurs devraient porter l’évaluation du taux d'hybridation sur le terrain, l'aptitude des individus issus de rétrocroisements de générations avancées et le rôle du délai de maturation dans la limitation de la distribution de la caméline à petits fruits hexaploïde.

Date de publication

2019-03-01

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