Histoire du maïs. Mésoamérique Présence de la téosinte. Mexique Introduction en Europe er hybrides en France (1933 au USA)

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1 Histoire du maïs Mésoamérique Présence de la téosinte Mexique Apparition du maïs vers le reste du monde Ancêtre sauvage Domestication 1494 Introduction en Europe er hybrides en France (1933 au USA) 1990 Culture de maïs OGM 2009 Séquençage du génome

2 Écosystème maïs hyménoptères coccinelle chrysopes LV Homme pyrales pucerons corneilles MAÏS rapaces campagnol renard limaces taupins Productivité: 9 à 16 t/ha/an vache veau carabes hannetons adventices volailles Grains de Maïs péricarpe péricarpe transparent vitreux albumen farineux scutellum tigelle embryon germe - embryon radicule caryopse vu de face et embryon en transparence péricarpe albumen cotylédon (scutellum) coléoptile embryon radicule coléorhize embryon en coupe et de face graine en coupe sagittale

3 Pyrale pyrale ponte oeuf chenille ravageuse maïs ponte maïs ravagé Monohybridisme Maïs : F1, F2 et croisement-test P F1 P F1 1/1 grains F1x FT ½ de grains ½ de grains F2 ¾ de grains noirs ¼ de grains blancs épi test-cross : 173 grains noirs et 168 grains blancs Dihybridisme chez le maïs P1 P2 épi F2 : 273 grains noirs et 92 grains blancs F1 F1 F2

4 Lignée pure : création, sélection scientifique dans le cas du maïs Autopollinisation «forcée» Sélection de plantes dans une population hétérogène : variété de pays ou F2 Plantes de 1 ere génération 50% d homozygotie Plantes de 2 eme génération 75% d homozygotie Test d aptitude à la combinaison [Le sélectionneur recherche parmi les lignées parentales en cours de création, celles qui donnent les meilleurs hybrides lorsqu'elles sont croisées (test d'aptitude à la combinaison).] Plantes de 3 eme génération 87,5% d homozygotie Autofécondation jusqu à 7 générations Vers => 100% d homozygotie Lignée pure fixée : 100% «Pour obtenir des lignées parentales, il faut pendant de nombreuses générations, forcer artificiellement les plantes issues d'un croisement de départ, à recevoir leur propre pollen, tout en évitant l'arrivée de pollens étrangers. Les fleurs femelles sont ensachées. L'autopollen est recueilli à partir de la panicule de la plante et déposé sur les soies des fleurs femelles de la plante. A chaque génération, seules les plantes les plus intéressantes sont retenues. L'obtention de lignées s'accompagne d'un effet dépressif résultant des croisements consanguins répétés. Une lignée pure produit du pollen en quantité plus faible qu'un hybride. Une lignée pure demande une attention particulière car elle est plus fragile et plus délicate à cultiver qu'un hybride. Deux lignée pures sont croisées et les graines sont vendues pour être cultivées, c'est plante possédent la vigueur hybride.

5 ans Domestication du blé Phénotypes d une espèce sauvage Diversité allèlique Hybridations naturelles Sélection par l Homme Domestication Allèles sélectionn és Premières espèces cultivées Hybridations naturelles ou provoquées Sélection des variétés d intérêt Caryotype haploïde simplifié et loci de Variétés locales anciennes Sélection moderne Sélection moderne Variété moderne Variété moderne Transgénès e Variété OGM

6 à ans Temps biodiversité Domestication, sélections et modification génétique- le facteur temps- + Espèce sauvage (plusieurs variants) Croisements naturels Domestication : sélections par l Homme Espèce cultivée - Sélection variétale phénotypique (sélection massale,...) Variétés anciennes Sélection variétale Variété moderne Variétés anciennes Hybridations Variété mondiale Transgénèse Variété mondiale Variété OGM

7 OGM ADN chromosomique ADN plasmidique Bacillus thuringiensis (bactérie) Plasmide porteur du gène d intérêt (codant une protéine insecticide) Extraction du gène d intérêt et multiplication Création d un vecteur : ici, microbilles de tungstène enrobées du gène Transfert du gène d intérêt par microcanon Cellule de maïs receveuse Culture et Sélection des cellules transformées Production : plants de maïs résistants à l insecte ravageur Régénération de plantules modifiées Transfert d'un gène d intérêt dans du maïs par la méthode du canon à ADN «on peut forcer la pénétration de l'adn à travers la paroi pectocellulosique des cellules végétales. La technique consiste à utiliser un canon à particules. Le principe consiste à projeter sur le tissu à transformer de toute petites billes d'or ou de tungstène enrobés d'adn. Ces billes projetées on suffisamment d'énergie cinétique pour traverser la paroi et la membrane des cellules sans leur infliger de dommages irréparables. On peut ainsi introduire de l'adn dans des tissus qui vont directement générer une plante comme des embryons ou des méristèmes.» (texte extrait de inrp.fr) gaz canon (L : ½ projection billes de tungstène enrobée de l ADN d intérêt pénétratio cellules végétales (de maïs, de riz,...) billes de tungstène enrobée du gène d intérêt gène d intérêt ADN des cellules à modifier cellule végétale à modifier

8 % inhibition de croissance Caractérisation des effets du pollen de maïs Bt 176 «Les bioessais réalisés en laboratoire avec des chenilles de monarque du premier stade exposées pendant 2 à 4 jours à du pollen de maïs déposé sur des disques de feuilles ou des feuilles entières détachées d'asclépiade commune (A. syriaca) ont montré que le pollen de la variété Bt-176 a des effets létaux et sublétaux (p. ex. inhibition de la croissance) à des concentrations aussi faibles que 10 grains/cm 2» (consulté le ) Les feuilles d'asclépiade sont l'unique source de nourriture des chenilles du papillon monarque. Cette plante pousse à l'intérieur des parcelles de maïs d'amérique du Nord. 99, inhibition de croissance des chenilles du monarque par le pollen de maïs Bt 176 grains de pollens Bt 176 /cm 2 0,1 0, Modélisation d une pollution par une parcelle OGM de 15 hectares sur les parcelles voisines (d après INRA/INAPG-2002) 2,0 Pollution (%) 1,5 2 m/s (Beauce) 4 m/s 6 m/s (vallée du Rhône) 0,9 Taux de contamination fortuit pour l étiquetage européen 0, Hectare contaminés s

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