Généralités
L’amélioration génétique des plantes est une discipline très ancienne utilisée par des professionnels de la génétique végétale et également par les agriculteurs afin d’améliorer la productivité ou les caractéristiques productives des végétaux et animaux.
L’amélioration génétique est une discipline qui a connue un développement exponentiel très rapide durant les 10 à 20 dernières années.
Elle englobe plusieurs méthodes et techniques qui sont très différentes et qui utilisent des sciences très variables.
Dans cet article nous allons présenter les techniques de l’amélioration génétique des plantes, leur type et la comparaison entre les différentes techniques.
Sommaire :
Techniques d’amélioration génétique des plantes :
L’amélioration génétique est une discipline de la génétique végétale qui vise à améliorer les caractéristiques productives des cultures végétales ou de plantes ornementales.
L’amélioration génétique des plantes est une discipline qui a comme objectif de supprimer, réduire, insérer, ajouter ou modifier un caractère d’une espèce ou d’une variété végétale.
Il existe plusieurs techniques d’amélioration génétique des plantes qui peuvent aller de simples croisements aux techniques très développées telle que la modification génétique ou OGM.
Les caractéristiques végétales que la génétique des plantes peut améliorer peuvent concerner :
- La quantité de fruits par plante.
- La qualité de fruits.
- La résistance des plantes aux stress abiotiques (sècheresse, salinité…etc.).
- La résistance des plantes aux stress biotiques (maladies et ravageurs).
- Amélioration de l’apparence des plantes (hauteur, couleur…etc.).
- Acquisition de la résistance aux substances herbicides.
- …etc.
L’amélioration génétique des plantes peut s’appliquer dans plusieurs domaines et secteurs tels que :
- L’amélioration génétique des cultures végétales.
- L’amélioration génétique des plantes ornementales.
- L’amélioration génétique des cultures fourragères.
Objectifs de l’amélioration génétique des plantes
L’amélioration génétique des plantes est une discipline utilisée dans l’objectif de :
Améliorer la productivité d’une espèce ou variété végétale : les techniques d’amélioration génétique des plantes visent à améliorer quelques caractères de production des plantes tels que : le pourcentage de la floraison et de la nouaison, le calibre de fruits, la longueur de la tige pour les céréales, taux de l’huile, taux de sucre…etc.
Améliorer la tolérance des plantes aux stress biotiques et abiotiques : l’amélioration génétique des plantes a pour objectif également de réduire la sensibilité ou améliorer la tolérance des plantes aux différents stress qui menacent les cultures, les stress peuvent être biotiques (maladies et ravageurs) ou abiotiques (sècheresse, froid, salinité…etc.).
Améliorer l’aspect esthétique des plantes : surtout pour les plantes ornementales, les techniques de l’amélioration génétiques des plantes peuvent avoir des objectifs esthétiques tels que : la couleur des fleurs, la floraison, la taille de la plante…etc.
Types d’amélioration génétique des plantes :
Il existe plusieurs techniques d’amélioration génétique des plantes, ces techniques sont :
Création des organismes génétiquement modifiés (OGM) :
Cette technique consiste à modifier le matériel génétique d’une plante avec des méthodes et techniques de laboratoire, c’est-à-dire c’est un changement génétique qui ne peut jamais se produire naturellement.
La modification génétique peut concerner l’ADN ou bien l’ARN, et elle est réalisée par l’insertion, la suppression ou le remplacement d’une partie de gènes spécifiques, afin d’obtenir des caractéristiques précises.
Cette technique appelée également la transgénèse, peut introduire des gènes de la même espèce ou d’une espèce différente, parfois même d’un règne diffèrent (ex. introduction des gènes de de la bactérie Bacillus thuringiensis (Bt) dans le génome de Maïs pour le rendre résistant aux principaux ravageurs particulièrement à la pyrale de Maïs).
Il existe plusieurs techniques de laboratoire qui permettent cette transgénèse telle que la technologie CRISPR-Cas9.
Croisements génétiques traditionnels :
Les croisements génétiques traditionnels, appelés également la sélection artificielle est une technique d’amélioration génétique naturelle assisté par l’être humain, c’est une technique qui se produit naturellement à l’état sauvage et c’est la base de toute la diversité génétique (elle est également la base de la théorie de l’évolution).
Cette technique est utilisée depuis des milliers d’années par les scientifiques et les agriculteurs pour améliorer les caractéristiques des cultures et du bétail.
Cette technique consiste à choisir les individus qui ont le maximum de caractères désirés, isoler ces individus pendant la pollinisation (végétaux) et l’accouplement (animaux), ensuite il faut refaire la sélection dans la descendance jusqu’à l’obtention des individus avec le maximum de caractères désirés et qu’ils soient stables (génome pure), c’est-à-dire que ces caractères passent d’une génération à l’autre sans l’apparition des caractères non désirés.
Hybridation ou les croisements interspécifiques :
L’hybridation est un autre type de croisements génétiques naturels sauf que les croissements se font entre les individus de deux espèces différentes à condition qu’elles soient de la même famille.
Les croisements et l’hybridation ne sont possibles qu’entre les variétés de la même espèce ou entre les espèces de la même famille.
Amélioration génétique des plantes par Mutagenèse :
Nous pouvons ajouter également une autre technique d’amélioration génétique végétale qui est la mutagénèse.
La mutation est un phénomène naturel qui se produit naturellement chez les plantes à l’état sauvage et il est naturel.
La mutation est une base importante également de la diversité génétique chez les plantes, néanmoins la reproduction de la mutation à l’état naturel est faible ainsi qui elle peut se produire dans les deux sens, c’est-à-dire l’apparition des bons caractères et les caractères non désirés.
Et pour faire face au caractère aléatoire de la mutagénèse, les scientifiques de la génétique utilisent des agents mutagènes (tels que : les radiations, produits chimiques…etc.) pour induire, orienter et assister les mutations qui peuvent ensuite être sélectionnées pour des traits bénéfiques.
Comparaison des techniques d’amélioration génétique :
Il existe plusieurs points de différence entre les différentes techniques d’amélioration génétique des plantes, tels que :
Acceptation publique :
Les croisements traditionnels et la mutagénèse sont généralement mieux acceptés par les gouvernements et les peuples par rapport aux OGM’s.
Raisons :
Certains organismes génétiquement modifiés peuvent avoir des effets secondaires sur :
- L’environnement.
- La santé humaine.
Certaines techniques de la modification génétique peuvent être contradictoires aux lois et à éthique en générale.
Diversité et le brassage génétique :
Les croisements traditionnels et la mutagénèse qui utilisent des variétés locales et ancestrales participent plus à la préservation et à l’augmentation de la diversité génétique des cultures par rapport aux techniques de la modification génétique (OGM).
Durabilité :
La réduction de la diversité génétique crée par les organismes génétiquement modifiés peut mettre en danger la conservation des espèces de plantes qui peuvent disparaître en cas de la survenance des problèmes climatiques ou biologiques extrêmes, contrairement aux croisements traditionnels qui peuvent résister grâce à la diversité génétique à ce type des menaces naturelles.
La diversité génétique est cruciale pour la résilience des cultures face aux changements environnementaux.
Temps et efficacité :
Les techniques de la création des OGMs sont plus courtes, précises et efficaces par rapport aux techniques de la sélection traditionnelle qui sont moins précises et nécessitent plusieurs générations pour obtenir les caractères désirés.
Limites génétiques :
Les techniques de la sélection traditionnelle utilisent la variabilité génétique naturelle disponible dans les populations existantes, ce qui peut limiter et restreindre les améliorations possibles contrairement aux techniques de la modification génétique (OGM).
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