Hybridation somatique en biologie végétale

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Questions and Answers

Quelle technique permet de raccourcir la durée des cycles de sélection en améliorant les génotypes ?

  • La culture d'embryons immatures (correct)
  • La sélection naturelle
  • La culture de tissus végétaux
  • L'hybridation interspécifique

Quelle est la principale barrière à la manipulation génétique des cellules végétales ?

  • La taille des cellules
  • La présence de chloroplastes
  • La paroi pectocellulosique (correct)
  • Le cytoplasme

Quel type de protoplastes est généralement utilisé pour l'obtention dans les techniques d'hybridation somatique ?

  • Cellules des fleurs
  • Cellules des racines
  • Cellules de tiges anciennes
  • Parenchymes des jeunes feuilles (correct)

Quel phénomène suit généralement la fusion des protoplastes lors de l'hybridation somatique ?

<p>Division cellulaire et formation de cals (D)</p> Signup and view all the answers

Que représente une hybridation somatique dans le contexte de la manipulation génétique ?

<p>Une fusion de protoplastes non reproducteurs (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'un cybride dans le cadre de l'hybridation somatique ?

<p>Une cellule qui a fusionné uniquement les cytoplasmes (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal résultat recherché grâce à l'hybridation somatique en termes de caractères héréditaires ?

<p>Transfert de caractères avec hérédité cytoplasmique (A)</p> Signup and view all the answers

Quel traitement est souvent appliqué après l'hybridation somatique pour obtenir une plante entière ?

<p>Induction de la différenciation des tissus (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal de prélever des embryons pour la culture des plantes ?

<p>Multiplier le nombre de générations cultivées par an (C)</p> Signup and view all the answers

À quel moment les jeunes graines sont-elles prélevées chez le tournesol ?

<p>8 à 15 jours après la fécondation (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de la culture d'embryons immatures dans l'amélioration génétique ?

<p>Fixer des lignées et introduire des gènes de résistance (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la durée typique du cycle végétatif du tournesol lorsque l'on utilise la culture d'embryons immatures ?

<p>80 jours (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'un Organisme Génétiquement Modifié (OGM) ?

<p>Un organisme dont l'ADN a été modifié par génie génétique (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de la culture d'embryons immatures sur le temps entre deux générations ?

<p>Elle réduit le temps entre deux générations (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle étape suit la formation de cotylédons chlorophylliens dans la culture des embryons ?

<p>Transfert en milieu d'enracinement (D)</p> Signup and view all the answers

Quelles techniques sont utilisées dans le génie génétique ?

<p>Techniques de biologie moléculaire (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal objectif de l'hybridation somatique dans la production de la pomate?

<p>Fusionner les gènes de la tomate et de la pomme de terre (C)</p> Signup and view all the answers

Quel gène a été introduit dans la pomme de terre par hybridation somatique?

<p>Un gène de résistance au mildiou (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'avantage de la sélection assistée par les marqueurs moléculaires?

<p>Elle permet de sélectionner des caractères recherchés plus rapidement (B)</p> Signup and view all the answers

Combien de rétrocroisements sont nécessaires pour obtenir une lignée convertie à 97% sans marqueurs moléculaires?

<p>7 (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle méthode utilise-t-on pour rendre visible la variation de la séquence de l'ADN?

<p>Le traitement avec des enzymes de restriction (A)</p> Signup and view all the answers

Comment les marqueurs moléculaires améliorent-ils le processus de sélection génétique?

<p>En permettant des choix basés sur de plus petits segments chromosomiques (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type de résistance a été obtenu pour la pomme de terre par hybridation somatique?

<p>Résistance aux virus et mildiou (D)</p> Signup and view all the answers

Qui a réussi à produire une pomate viable et portant des fruits en 1994?

<p>Lewen Dorr (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la première étape de la transgénèse pour un gène spécifique?

<p>Le gène est amplifié. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle méthode est utilisée pour inactiver un gène préexistant en génie génétique?

<p>La stratégie antisens. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles caractéristiques distinguent le génie génétique de la sélection classique?

<p>Le génie génétique utilise des gènes provenant d'autres espèces. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type de molécule est obtenu par le processus de transgénèse?

<p>Un ADN recombiné. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est un des objectifs du génie génétique?

<p>Introduire un nouveau caractère dans une espèce. (A)</p> Signup and view all the answers

Comment le caractère d'un gène est bloqué par la technique antisens?

<p>En dégradant l'ARN double brin formé. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type de modification produit la mutagenèse dirigée?

<p>Des protéines modifiées. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'un des résultats de l'introduction d'un gène de résistance dans une plante?

<p>Une résistance à des pathogènes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal du gène Cry A dans le maïs ?

<p>Produire une protéine toxique pour la pyrale. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelles plantes ont été obtenues par transgénèse pour résister au virus de la mosaïque du concombre ?

<p>Courgettes et melons. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal des plantes transgéniques en agriculture ?

<p>Elles améliorent l'efficacité tout en respectant l'environnement. (A)</p> Signup and view all the answers

Comment le génie génétique contribue-t-il à l'enrichissement du patrimoine végétal ?

<p>En créant de nouvelles variétés de plantes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle modification a été apportée à la pomme de terre grâce au génie génétique ?

<p>Augmenter la teneur en matière sèche. (D)</p> Signup and view all the answers

Quels acides aminés sont ciblés pour être enrichis dans des plantes comme le maïs et le soja ?

<p>La méthionine et la lysine. (D)</p> Signup and view all the answers

Pour quelle raison le génie génétique tente-t-il de diminuer les propriétés allergènes du riz et du soja ?

<p>Pour protéger la santé humaine. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelles plantes ont été développées pour obtenir une tolérance à des herbicides spécifiques ?

<p>Betterave, colza, coton, maïs, pomme de terre et soja. (B)</p> Signup and view all the answers

Quels sont les risques liés au génie génétique des plantes ?

<p>Réduction de la variété des cultures (A), Dépendance accrue aux multinationales (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle méthode peut permettre de franchir des barrières d’incompatibilité entre espèces au niveau du pistil ?

<p>Traitement thermique du pistil (C)</p> Signup and view all the answers

Dans quelle situation utilise-t-on la technique du pistil coupé ?

<p>Lorsque les grains de pollen ne germent pas sur les stigmates (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal de la méthode des pistils greffés ?

<p>Permettre la fécondation par optimisation du tube pollinique (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de plantes utilise principalement la technique de traitement thermique du pistil ?

<p>Plantes ornementales (C)</p> Signup and view all the answers

Comment le pollen est-il utilisé dans la méthode du pistil coupé ?

<p>Il est mélangé à un jus de stigmates (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est un des effets négatifs des monocultures encouragées par le génie génétique ?

<p>Vulnérabilité accrue aux maladies (B)</p> Signup and view all the answers

Quel problème majeur peut causer la contamination du pollen des cultures génétiquement modifiées ?

<p>Réduction de la biodiversité (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Haplodiploïdisation

Technique qui raccourcit les cycles de sélection des plantes, en accélérant la fixation et la multiplication des génotypes.

Protoplastes

Cellules végétales dépourvues de paroi, obtenues en dégradant la paroi cellulaire.

Hybridation somatique

Fusion de protoplastes de deux plantes différentes, entraînant une fusion de leurs noyaux et/ou de leurs cytoplasmes.

Fusion des protoplastes

Processus permettant la combinaison du matériel génétique de deux cellules végétales différentes.

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Paroi pectocellulosique

Couche externe des cellules végétales, rendant difficile les échanges génétiques entre cellules.

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Cybrides

Plantes obtenues par fusion de protoplastes entrainant une recombinaison de cytoplasmes.

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Cals

Tissus de cellules végétales non différenciées, issus des divisions cellulaires après la fusion des protoplastes.

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Stérilité mâle

Caractéristique génétique qui empêche une plante d'assurer sa reproduction sexuée

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Pomate

Nouvelle espèce végétale stérile obtenue par hybridation somatique entre la tomate et la pomme de terre.

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Marqueurs moléculaires

Séquence d'ADN utilisée pour identifier un gène ou un segment d'ADN.

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Sélection assistée par marqueurs

Technique permettant d'accélérer la sélection de plantes avec des caractères souhaités grâce à l'identification des marqueurs moléculaires.

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Rétrocroisement (Backcross)

Croisement d'un hybride avec un parent afin d'introduire ou de supprimer un gène.

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Introgression

Introduction d'un gène d'une variété dans une autre variété élite (variété de référence).

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Enzymes de restriction

Enzymes qui coupent l'ADN à des endroits précis.

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Variété élite

Variété de référence avec des caractéristiques agronomiques améliorées.

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Culture d'embryons immatures

Technique qui prélève des embryons peu après la fécondation, plutôt que des graines matures, pour accélérer la production de nouvelles générations de plantes.

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Embryons prélevés tôt

Prélèvement d'embryons peu de temps après la fécondation, avant leur développement complet en graine.

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Milieu synthétique de culture

Support artificiel dans lequel les embryons prélevés sont cultivés pour régénérer une plante complète.

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Fixation de lignées

Processus pour maintenir et stabiliser les caractéristiques génétiques d'une lignée de plantes.

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Transgénèse (génie génétique)

Technique d'introduction et d'expression de gènes dans un organisme, obtenant ainsi des Organismes Génétiquement Modifiés (OGM).

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Organismes Génétiquement Modifiés (OGM)

Organismes vivants dans lesquels un ou plusieurs gènes ont été introduits et exprimés.

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Construction génétique

Préparation de séquences d'ADN spécifiques pour être introduites dans un organisme vivant.

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Cycle végétatif raccourci

Réduction de la durée de croissance d'une plante, permettant l'obtention de plusieurs générations dans l'année. 

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Transgénèse

Méthode pour transférer un gène d'un organisme à un autre, créant ainsi un ADN recombiné.

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ADN recombiné

ADN résultant du transfert d'un gène d'un organisme à un autre.

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Génie génétique

Technique d'introduction ou de modification de gènes pour créer des organismes avec des caractéristiques améliorées.

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Mutagénèse dirigée

Modification intentionnelle de gènes pour obtenir des protéines modifiées.

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Sélection classique

Amélioration génétique basée sur la reproduction sexuée, transfert de plusieurs gènes.

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Source de gènes (génie génétique)

Large variété d'espèces, genres et règnes; possibilité de gènes provenant de sources non accessibles en sélection classique.

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Transfert de gène précis

Capacité du génie génétique de transférer uniquement le gène souhaité, contrairement à la reproduction sexuée qui transfère plusieurs gènes.

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Stratégie antisens

Méthode d'inactivation de gène consistant à introduire une copie inversée de gène cible pour bloquer son expression.

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Plantes transgéniques

Plantes dont le matériel génétique a été modifié par le génie génétique, souvent pour améliorer leurs propriétés.

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Résistance aux insectes (ex: pyrale)

Propriété des plantes qui les protège des insectes nuisibles.

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Gène Cry A (Bt)

Gène qui confère une résistance au maïs contre la pyrale, en produisant une toxine dans le tube digestif de l'insecte.

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Résistance aux virus

Capacité des plantes à lutter contre l'infection virale.

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Propriétés allergènes

Capacités d'une substance à provoquer des réactions allergiques chez certains individus.

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Tolérance aux herbicides

Capacité des plantes à supporter l'application d'herbicides.

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Modification de la teneur en amidon

Changement de la quantité d'amidon dans les plantes (ex: pommes de terre pour la fabrication de fécule).

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Risques liés au génie génétique

Le génie génétique peut aggraver l'insécurité alimentaire et la faim en favorisant les monocultures, plus vulnérables aux maladies et ravageurs. Il peut aussi accroître la dépendance des agriculteurs envers les multinationales qui contrôlent les semences génétiquement modifiées et brevetées. De plus, les monocultures peuvent entraîner une perte de biodiversité, et le pollen des cultures génétiquement modifiées peut contaminer les espèces sauvages.

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Traitement thermique du pistil

Exposer la plante ou son pistil à des températures élevées peut permettre de surmonter les barrières d'incompatibilité entre espèces au niveau du pistil, permettant au pollen d'atteindre l'ovaire.

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Pistil coupé

Lorsque les grains de pollen germent sur les stigmates, mais que leurs tubes polliniques ne parcourent pas suffisamment le pistil, une coupe du pistil peut permettre au pollen de féconder l'ovule plus facilement.

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Pistil greffé

Lorsque le pollen ne germe pas sur les stigmates de la plante femelle, on peut le faire germer sur un stigmate d'une plante de la même espèce. Puis, on coupe le pistil contenant les tubes polliniques et on le greffe sur la base d'un pistil de la plante femelle.

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Quelles sont les méthodes de contournement de l'incompatibilité ?

Il existe plusieurs méthodes pour surmonter les barrières d'incompatibilité entre espèces, notamment le traitement thermique du pistil, la coupe du pistil et la greffe du pistil.

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Study Notes

Hybridation somatique

  • Protoplastes obtention: Plant cells walls are broken down by enzymes to isolate protoplasts (cells without a cell wall). Stabilizers prevent cell damage. Parenchyma cells from young leaves are commonly used.

Fusion of protoplasts and somatic hybridization

  • Sexual reproduction difference: Cytoplasmic information transmission differs from somatic hybridization, where both nuclear and cytoplasmic material combine.
  • Somatic hybridization: This method combines the genetic material of different plant cells to create hybrids, distinct from sexual reproduction, crucial for traits transfer.

Applications of somatic hybridization

  • Pomate production: Hybrids between tomatoes and potatoes were created through protoplast fusion, leading to a sterile pomate, later with viable fruit.
  • Virus/disease resistance in potatoes: Somatic hybridization can introduce disease-resistance genes from wild potato species.
  • Other applications: Hybrids can be developed with improved characteristics like disease resistance or tolerance to environmental stresses.

Selection assisted by markers

  • Molecular markers and desirable traits: Molecular markers identify specific DNA segments linked to desirable traits, enabling faster and more targeted selection compared to traditional methods.
  • Accelerated selection: The use of markers for selecting desirable traits speeds up genetic improvement.
  • Gene introgresssion: This helps transfer a desirable gene to an elite variety by backcrossing, or by using suitable marker genes in each backcross. Retrocrosses helps to reduce undesirable genes present in the variety .

Haplodiploidisation

  • Creating diploid plants from haploids: This technique produces diploid plants from haploid plants (having half the normal chromosome number) for genetic improvement. This rapid process is useful for introducing traits
  • Use of gametes: Somatic cells (not gametes, unlike sexual reproduction) are used to create haploid plants. Androgynesis (male gametes) or gynogenesis (female gametes) can be involved.
  • **Speeding up plant development:**This technique is faster than conventional breeding methods, and is useful to introduce desirable genes.

Embryo Culture

  • Embryo avoidance of dormancy/maturation: This technique avoids the need for seeds to mature by using immature embryo cultures early in development, enabling rapid plant generation.
  • Multiple generations per year: The rapid method allows multiple generations of plants per year, which accelerates plant breeding compared to conventional methods.
  • Wide applications: Suitable method for a variety of crops.

Transgenesis/Genetic Engineering

  • Introducing foreign genes: This technology allows the introduction of new genes from another organism into a plant to modify its characteristics.
  • Gene modification using different sources: Genes from a different species can be introduced to a plant, and these genetic modifications can add new traits to species that wouldn't be possible using traditional breeding
  • Advantages over traditional breeding: Transgenesis is more precise in identifying and transferring a gene in contrast to traditional methods.

Methods for overcoming incompatibility

  • Thermal treatment of the pistil: High temperatures can overcome some incompatibilities between plant species. This method's application is mostly in ornamentals.
  • Pistil cutting: This involves cutting the pistil to shorten the distance for pollen tube growth. This is most useful for plants with long, thick pistils.
  • Pollen mentor technique: Inactivates part of the pollen from one species, to facilitate the transfer of desirable traits to the other plant.
  • Pollen culture/in vitro pollination: This process involves culturing pollen, or other plant materials, without the need for a plant to be involved.

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