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12.5 : Méthodes de pollinisation - Biologie


Pollinisation par les insectes

Les abeilles sont peut-être le pollinisateur le plus important de nombreuses plantes de jardin et de la plupart des arbres fruitiers commerciaux (Figure 1). UNE guide du nectar comprend des régions sur les pétales de fleurs qui ne sont visibles que par les abeilles et non par les humains ; il aide à guider les abeilles vers le centre de la fleur, rendant ainsi le processus de pollinisation plus efficace. L'impact sur les producteurs de fruits commerciaux pourrait être dévastateur.

De nombreuses mouches sont attirées par les fleurs qui ont une odeur de pourriture ou une odeur de chair en décomposition. Ces fleurs, qui produisent du nectar, ont généralement des couleurs ternes, comme le brun ou le violet. On les trouve sur la fleur du cadavre ou le lys vaudou (Amorphophallus), dragon arum (Dracunculus) et fleur de charogne (Stapleia, Rafflesia). Le nectar fournit de l'énergie, tandis que le pollen fournit des protéines. Les guêpes sont également d'importants insectes pollinisateurs et pollinisent de nombreuses espèces de figues.

Les papillons, comme le monarque, pollinisent de nombreuses fleurs de jardin et de fleurs sauvages, qui se présentent généralement en grappes. Ces fleurs sont de couleurs vives, ont un parfum puissant, sont ouvertes pendant la journée et ont des guides de nectar pour faciliter l'accès au nectar. Le pollen est ramassé et transporté sur les membres du papillon. Les mites, quant à elles, pollinisent les fleurs en fin d'après-midi et la nuit. Les fleurs pollinisées par les mites sont pâles ou blanches et sont plates, ce qui permet aux mites de se poser. Un exemple bien étudié de plante pollinisée par les mites est le yucca, qui est pollinisé par la teigne du yucca. La forme de la fleur et du papillon s'est adaptée de manière à permettre une pollinisation réussie. Le papillon dépose du pollen sur le stigmate collant pour que la fécondation se produise plus tard. La mite femelle dépose également des œufs dans l'ovaire. Au fur et à mesure que les œufs se transforment en larves, ils obtiennent de la nourriture à partir de la fleur et des graines en développement. Ainsi, l'insecte et la fleur profitent l'un de l'autre dans cette relation symbiotique. La teigne de l'épi du maïs et la plante Gaura ont une relation similaire (figure 2).

Pollinisation par les chauves-souris

Sous les tropiques et les déserts, les chauves-souris sont souvent les pollinisateurs des fleurs nocturnes telles que l'agave, la goyave et la gloire du matin. Les fleurs sont généralement grandes et blanches ou de couleur pâle; ainsi, ils peuvent être distingués de l'environnement sombre la nuit. Les fleurs ont un parfum fort, fruité ou musqué et produisent de grandes quantités de nectar. Ils sont naturellement grands et à large gueule pour accueillir la tête de la chauve-souris. Lorsque les chauves-souris cherchent le nectar, leur visage et leur tête se couvrent de pollen, qui est ensuite transféré à la fleur suivante.

Pollinisation par les oiseaux

De nombreuses espèces de petits oiseaux, comme le colibri (figure 3) et les oiseaux du soleil, sont des pollinisateurs de plantes telles que les orchidées et autres fleurs sauvages. Les fleurs visitées par les oiseaux sont généralement robustes et sont orientées de manière à permettre aux oiseaux de rester près de la fleur sans s'emmêler les ailes dans les fleurs voisines. La fleur a généralement une forme tubulaire incurvée, qui permet l'accès au bec de l'oiseau. Les fleurs inodores et aux couleurs vives qui s'ouvrent pendant la journée sont pollinisées par les oiseaux. Lorsqu'un oiseau cherche un nectar riche en énergie, le pollen se dépose sur la tête et le cou de l'oiseau et est ensuite transféré à la fleur suivante qu'il visite. Les botanistes sont connus pour déterminer la gamme de plantes éteintes en collectant et en identifiant le pollen de spécimens d'oiseaux de 200 ans du même site.

Pollinisation par le vent

La plupart des espèces de conifères et de nombreux angiospermes, comme les graminées, les érables et les chênes, sont pollinisés par le vent. Les pommes de pin sont brunes et sans parfum, tandis que les fleurs des espèces d'angiospermes pollinisées par le vent sont généralement vertes, petites, peuvent avoir des pétales petits ou inexistants et produire de grandes quantités de pollen. Contrairement aux fleurs typiques pollinisées par les insectes, les fleurs adaptées à la pollinisation par le vent ne produisent ni nectar ni parfum. Chez les espèces pollinisées par le vent, les microsporanges pendent de la fleur et, lorsque le vent souffle, le pollen léger est emporté avec lui (figure 4).

Les fleurs émergent généralement tôt au printemps, avant les feuilles, afin que les feuilles ne bloquent pas le mouvement du vent. Le pollen est déposé sur le stigmate plumeux exposé de la fleur (figure 5).

Pollinisation par l'eau

Certaines mauvaises herbes, telles que les herbes marines australiennes et les mauvaises herbes des étangs, sont pollinisées par l'eau. Le pollen flotte sur l'eau et lorsqu'il entre en contact avec la fleur, il se dépose à l'intérieur de la fleur.

Pollinisation par tromperie

Les orchidées sont des fleurs très appréciées, avec de nombreuses variétés rares (Figure 6). Ils poussent dans une gamme d'habitats spécifiques, principalement sous les tropiques d'Asie, d'Amérique du Sud et d'Amérique centrale. Au moins 25 000 espèces d'orchidées ont été identifiées.

Les fleurs attirent souvent les pollinisateurs avec des récompenses alimentaires, sous forme de nectar. Cependant, certaines espèces d'orchidées font exception à cette norme : elles ont évolué de différentes manières pour attirer les pollinisateurs recherchés. Ils utilisent une méthode connue sous le nom de tromperie alimentaire, dans laquelle des couleurs vives et des parfums sont offerts, mais pas de nourriture. Anacamptis morio, communément connue sous le nom d'orchidée à ailes vertes, porte des fleurs violettes brillantes et dégage une forte odeur. Le bourdon, son principal pollinisateur, est attiré par la fleur en raison de la forte odeur - qui indique généralement de la nourriture pour une abeille - et, ce faisant, ramasse le pollen à transporter vers une autre fleur.

D'autres orchidées utilisent la tromperie sexuelle. Chiloglottis trapeziformis émet un composé qui sent la même chose que la phéromone émise par une guêpe femelle pour attirer les guêpes mâles. La guêpe mâle est attirée par l'odeur, se pose sur la fleur d'orchidée et, ce faisant, transfère le pollen. Certaines orchidées, comme l'orchidée marteau australienne, utilisent le parfum ainsi que la ruse visuelle dans une autre stratégie de tromperie sexuelle pour attirer les guêpes. La fleur de cette orchidée imite l'apparence d'une guêpe femelle et émet une phéromone. La guêpe mâle essaie de s'accoupler avec ce qui semble être une guêpe femelle et, dans le processus, ramasse du pollen, qu'elle transfère ensuite au prochain partenaire contrefait.


Résumé de la section

Pour que la fécondation se produise chez les angiospermes, le pollen doit être transféré au stigmate d'une fleur : un processus connu sous le nom de pollinisation. La pollinisation par les gymnospermes implique le transfert de pollen d'un cône mâle à un cône femelle. Lorsque le pollen de la fleur est transféré sur le stigmate de la même fleur, on parle d'autopollinisation. La pollinisation croisée se produit lorsque le pollen est transféré d'une fleur à une autre fleur sur la même plante ou sur une autre plante. La pollinisation croisée nécessite des agents pollinisateurs tels que l'eau, le vent ou les animaux, et augmente la diversité génétique. Une fois que le pollen a atterri sur le stigmate, la cellule tubulaire donne naissance au tube pollinique, à travers lequel le noyau générateur migre. Le tube pollinique pénètre par le micropyle sur le sac de l'ovule. La cellule générative se divise pour former deux spermatozoïdes : l'un fusionne avec l'ovule pour former le zygote diploïde, et l'autre fusionne avec les noyaux polaires pour former l'endosperme, qui est de nature triploïde. C'est ce qu'on appelle la double fécondation. Après la fécondation, le zygote se divise pour former l'embryon et l'ovule fécondé forme la graine. Les parois de l'ovaire forment le fruit dans lequel les graines se développent. La graine, à maturité, germera dans des conditions favorables et donnera naissance au sporophyte diploïde.


Top 3 des méthodes utilisées dans les cultures autogames | Méthodes d'élevage

Pour la sélection d'une nouvelle variété à partir d'une population en ségrégation après hybridation, les méthodes suivies en culture autogame sont de trois types : 1. Méthode généalogique, 2. Méthode en vrac, 3. Méthode rétrocroisée.

Méthode n° 1. Méthode généalogique :

La descendance des plantes individuelles est sélectionnée parmi F2 et les générations suivantes, et leurs descendances sont testées. Au cours de ce processus, le dossier des parents ainsi que des descendants est conservé, pour lequel il est connu sous le nom de méthode généalogique.

Le pedigree est défini comme la description des ancêtres d'un individu et il est généralement utile pour déterminer le degré de parenté entre deux individus, c'est-à-dire s'ils sont liés par un parent commun dans leur ascendance ou non.

L'hybridation se fait entre deux parents sélectionnés, après émasculation l'un devient parent femelle et l'autre parent mâle. Après la formation des graines et la maturation, le F1 les graines sont récoltées séparément de chaque plante individuellement. Sur la base du choix des parents, le type de croix sera de deux types - ce sera une croix simple ou une croix complexe.

F1 les graines de génération sont plantées dans l'espace et l'autofécondation est autorisée, chaque F1 produira plus de F2 des graines. De 15-30 sélectionné F1 plantes, le F2 les graines sont collectées pour obtenir une taille raisonnable de F2 population et variation.

en fa2 génération, 2000-10000 plantes sont plantées dans l'espace, 100-500 plantes sont sélectionnées et leurs graines sont récoltées séparément. Si les plantes mères sont des variétés étroitement apparentées, le nombre de F sélectionnés3 les plantes seraient plus petites alors que dans le cas de variétés mal apparentées, le nombre de F3 les descendances seront en nombre relativement plus important.

en fa3 génération également, les descendances individuelles des plantes sont plantées dans l'espace. Chaque descendance devrait avoir environ 30 plantes ou plus. Les plantes individuelles présentant des caractéristiques souhaitables sont sélectionnées pour les descendances sensibles aux maladies et à la verse à éliminer, et les descendances présentant des caractères indésirables sont également rejetées même des plantes sélectionnées. Au cours de cette sélection, si le nombre de descendances supérieures est très faible, l'ensemble du programme croisé peut être rejeté.

La procédure de sélection est la même que l'année précédente, seulement si deux ou plusieurs descendances provenant du même F3 descendance sont similaires et comparables, alors un seul peut être sauvé et les autres peuvent être rejetés. L'accent est mis sur la sélection de plantes désirables à partir de descendances supérieures.

Descendances végétales individuelles de F5 génération sont plantés selon le taux de semis commercial recommandé. Trois rangées ou plus pour chaque descendance aideront à comparer les descendances. De nombreuses descendances peuvent être devenues de génotype raisonnablement homozygote et peuvent être récoltées en vrac. Si les descendances présentent des variations, alors les plantes individuelles sont sélectionnées. Le nombre de descendances sélectionnées doit être raisonnable afin qu'un essai de rendement préliminaire avec 25 à 100 descendances puisse être effectué.

Descendances végétales individuelles de F6 génération sont plantés dans des parcelles à plusieurs rangs et évalués visuellement. Descendances récoltées en vrac puisqu'elles deviennent homozygotes. Les descendants en ségrégation peuvent être jetés et l'essai de rendement préliminaire peut être effectué pour les descendants qui sont raisonnablement homozygotes et ont suffisamment de graines.

Un essai de rendement préliminaire avec trois répétitions ou plus est mené pour identifier quelques lignées supérieures. Les descendances sont évaluées pour la hauteur de la plante, la verse, la résistance aux maladies, le temps de floraison, le temps de maturité, etc. Des tests de qualité sont effectués pour servir de base supplémentaire à la sélection.

Neuvième à dixième ou treizième année :

Les lignées supérieures sont testées dans des essais de rendement répétés à plusieurs endroits. Les critères mentionnés ci-dessus sont évalués pour ces lignes. La lignée qui est supérieure à la meilleure variété commerciale peut être commercialisée en tant que nouvelle variété.

Onzième ou quatorzième année :

La souche sélectionnée doit être multipliée pour devenir une nouvelle variété. Le sélectionneur a la responsabilité de fournir les semences à la société nationale des semences pour la production et la commercialisation des semences.

Représentation schématique:

1. Cette méthode est très utile car la ségrégation transgressive pour le rendement et d'autres caractères quantitatifs peut être récupérée en plus de l'amélioration des caractères spécifiques.

2. Cette méthode est bien adaptée à l'amélioration des caractères qui peuvent être facilement identifiés et simplement hérités.

3. Grâce à la tenue d'un dossier généalogique, l'obtenteur peut être en mesure d'obtenir des informations sur l'hérédité des caractères.

4. Les plantes ou descendances présentant des défauts plus faibles et visibles sont éliminées à un stade précoce du programme de sélection.

5. Cette méthode accorde une importance maximale à l'obtenteur pour qu'il utilise ses compétences et son jugement sur la sélection des plantes et des descendants.

6. Cette méthode prend moins de temps que la méthode en vrac pour lancer une nouvelle variété.

1. Le succès de la méthode dépend principalement de l'habileté de l'éleveur.

2. Tenir le dossier généalogique individuel est laborieux et prend du temps, cela peut être le facteur limitant pour un grand programme de sélection.

3. La sélection d'un grand nombre de descendants à chaque génération est également laborieuse et prend du temps.

4. En Fa2 et F3, la sélection pour le rendement n'est pas efficace. Si un nombre suffisant de descendances n'est pas conservé, des génotypes précieux peuvent être perdus dans les premières générations ségréguées.

La méthode du pedigree est utile dans la sélection de nouveaux types recombinants supérieurs à partir d'un programme d'hybridation. Cette méthode est adaptée pour améliorer des caractéristiques spécifiques, telles que la résistance aux maladies, la hauteur de la plante, le temps de maturité, etc. ainsi que les caractéristiques de rendement et de qualité.

De nombreuses variétés améliorées ont été développées par la méthode du pedigree dans de nombreuses cultures comme le blé, le riz, l'orge, les légumineuses, les graines oléagineuses, le coton, le tabac, le jowar, les légumes, etc.

K 65 (variété haute) C 591 x NP 773

K 68 (grain de bonne qualité) ← NP 773 x K 13

WL 711 (nain, haut rendement) ← (S308 x Chris) x Kalyan Sona

Malviya 12 (bon grain) NP 876 x Cno 66

‘Jaya’ et ‘Padma’ (courte durée, grain plus fin) ←Taichung Native 1 x T 141

‘Laxmi’ (qualité des fibres, maturation précoce, résistant à la brûlure des feuilles) Gadag 1 x CC 2 (Cambodge Coimbatore 2)

Pusa nain précoce (plus de rendement) ← Meerut x Nuage rouge

Méthode n°2. Méthode en vrac :

Après programme d'hybridation lorsque le F2 et les générations suivantes sont récoltées en masse ou en vrac pour élever la génération suivante, c'est ce qu'on appelle la méthode en vrac. À la fin de la période de groupage, les plantes individuelles sont sélectionnées et évaluées de la même manière que la méthode du pedigree. Cette méthode est applicable à toute culture autogame comme les céréales, les légumineuses et les graines oléagineuses.

Trois avantages différents peuvent être obtenus de cette méthode :

(1) Isolement des lignées homozygotes,

(2) En attente de sélection par catastrophe environnementale,

(3) La longue période de groupage peut être utile pour que la sélection naturelle modifie la composition de la population.

L'hybridation se fait entre les parents sélectionnés avec les attributs souhaitables. Le croisement peut être simple ou complexe selon le nombre de parents sélectionnés.

Le F1 les graines de la génération sont plantées dans l'espace et les graines de ces plantes sont récoltées en vrac.

Troisième année à la septième année :

À partir de F2 à partir de la génération, les graines sont plantées au taux et à l'espacement commerciaux. Les graines des générations suivantes sont récoltées en vrac. De nombreux facteurs environnementaux, une épidémie, etc., peuvent sélectionner le génotype particulier de cette population en vrac. La taille de la population dans chaque génération doit toujours être importante, 30 000 à 50 000 plantes à chaque génération.

F7 les graines de la génération sont plantées dans l'espace et les phénotypes supérieurs sont sélectionnés et récoltés séparément. La sélection est faite sur la réaction à la maladie, le caractère du grain, etc.

Descendances végétales individuelles de F8 génération sont cultivés dans des parcelles à un ou plusieurs rangs. Les descendances faibles ou inférieures sont rejetées, seules 100 à 300 descendances végétales sont sélectionnées, qui sont supérieures et ne présentent aucune ségrégation.

L'essai de rendement préliminaire est mené avec F9 génération avec une variété commerciale standard comme témoin. Les descendances indésirables sont rejetées.

Onzième à quinzième année :

Des essais de rendement répétés à plusieurs endroits sont effectués en utilisant une variété commerciale standard. Les lignées sont évaluées pour certaines caractéristiques importantes en plus du rendement, de la résistance aux maladies, etc. Des lignées supérieures sont libérées en tant que nouvelle variété.

Les graines sont multipliées et distribuées à l'agriculteur.

Représentation schématique:

1. Cette méthode est simple, pratique et moins coûteuse.

2. Les épiphytotiques de la maladie naturelle, l'abattage hivernal, etc., éliminent les types indésirables et augmentent la fréquence des types souhaitables, ce qui est plus utile pour l'isolement des types souhaitables.

3. Comme la sélection naturelle agit ici, les descendances sélectionnées à partir de vrac à long terme sont de loin supérieures à celles sélectionnées à partir de F2 de vrac à court terme.

4. Moins d'attention et de travail est nécessaire pour cette méthode.

5. Étant donné que de grandes populations sont cultivées, les ségrégants transgressifs sont plus susceptibles d'apparaître et il y a une plus grande chance d'isolement des ségrégants transgressifs dans cette méthode.

6. La sélection artificielle peut être pratiquée pour augmenter la fréquence des types souhaitables.

7. La capacité de survie d'un gène ou d'un génotype particulier peut être étudiée dans cette méthode.

1. Cette méthode prend beaucoup de temps pour libérer une nouvelle variété, car la méthode de sélection naturelle ne devient opérationnelle qu'après F8 ou F10.

2. La méthode de masse à court terme est utile pour l'isolement de lignées homozygotes, mais l'effet de la sélection naturelle a peu d'effet sur la composition génétique de la population.

3. L'éleveur a peu d'occasions de montrer son habileté dans cette méthode, pratiquement la sélection est principalement basée sur la sélection naturelle.

4. L'héritage des caractères n'est pas maintenu individuellement comme dans la méthode du pedigree.

5. A la fin de la période de groupage, un grand nombre de descendances sont sélectionnées.

Cette méthode a été utilisée dans une mesure limitée en raison du manque de popularité. Aux États-Unis, les variétés d'orge comme Arivat, Beecher, Glacier et Gem proviennent d'une population en vrac dérivée du croisement Atlas x Vaughn, la masse a été maintenue dans ce cas pendant 7 générations.

Comme cette méthode nécessite plus de temps pour obtenir l'effet de la sélection naturelle pour développer une nouvelle variété et le manque d'utilisation des compétences du sélectionneur pour la sélection de types supérieurs, cette méthode est moins utilisée par le sélectionneur pour l'amélioration des cultures.

Méthode n°3. Méthode de rétro-croisement:

Back-cross est l'événement de croisement de F1 avec l'un ou l'autre des parents, mais ici, dans la méthode de sélection par rétrocroisement, l'hybride doit être croisé avec le parent supérieur dont le génotype doit être transféré à la variété locale. Par exemple, dans une zone particulière il existe une variété locale à haut rendement bien adaptée mais sensible à une maladie particulière, cette variété sera considérée comme parent receveur.

La variété résistante aux maladies sera le parent donneur. Le parent receveur sera utilisé dans cette méthode d'élevage à plusieurs reprises pour obtenir tous les gènes à transférer, ce qui est également connu sous le nom de parent récurrent et le parent donneur est connu sous le nom de parent non récurrent.

Conséquences génétiques des rétrocroisements répétés:

Des rétrocroisements répétés entraînent une diminution de la fréquence d'hétérozygotie de 50 % dans chaque génération suivante et une augmentation rapide du nombre d'homozygotes, jusqu'à 98 % par sixième rétrocroisement, sera obtenue. Le génotype de la descendance rétrocroisée devient de plus en plus similaire à celui du parent récurrent.

La méthode du plan de rétro-croisement diffère selon le gène à transférer, qu'il soit dominant ou récessif.

(a) Transfert de gène dominant:

Variété A — Parent récurrent (bien adapté, rendement élevé) Variété B — Parent non récurrent, gène dominant contrôlé (résistant à la rouille des tiges).

Hybridation (première année) :

Le parent récurrent (variété A) doit être utilisé comme parent féminin et le parent non récurrent (variété B) comme parent mâle.

F1 Génération (deuxième année) :

F1 les plantes sont rétrocroisées avec la variété A, dans cette génération toutes les plantes sont hétérozygotes pour leur caractère résistant à la rouille.

avant JC1-Génération (troisième année) :

50 % de la Colombie-Britannique1 les plantes résistantes sont sélectionnées et rétrocroisées avec le parent récurrent, c'est-à-dire la variété A.

avant JC2-AVANT JC5 Génération (quatrième-septième année) :

Dans chaque génération de rétrocroisement, une ségrégation se produirait pour la résistance à la rouille. Des plantes résistantes à la rouille sont sélectionnées et rétrocroisées avec un parent récurrent, la variété A.

avant JC6-Génération (Huitième Année):

Les plantes de cette génération auront 98,4 % de gènes de la variété A. Des plantes résistantes à la rouille sont sélectionnées et autofécondées. Leurs graines sont récoltées séparément.

Des descendances végétales individuelles de plantes autofécondées sont cultivées séparément. Les plantes résistantes à la rouille sont sélectionnées et les graines sont récoltées séparément.

Des descendances végétales individuelles sont cultivées. Les plantes homozygotes pour la résistance à la rouille et similaires à la variété végétale de type A sont récoltées en vrac.

Test de rendement (onzième année) :

La nouvelle variété est testée dans un essai de rendement répété avec la variété A à titre de contrôle, car la nouvelle variété aura les mêmes performances que la variété A uniquement avec un caractère résistant à la rouille.

La multiplication des semences est effectuée et distribuée aux agriculteurs.

Représentation schématique:

(b) Transfert de gène récessif:

La procédure de transfert d'un gène récessif sera différente de celle du gène dominant, car le gène récessif ne sera exprimé qu'à l'état homozygote. Ainsi, la sélection de ce gène récessif nécessite le F2 génération, c'est-à-dire que l'autofécondation est nécessaire après tous les deux rétrocroisements, et le test de la présence de ce caractère doit être fait dans cette génération.

Les parents sont sélectionnés dans ce programme comme le précédent, la seule différence est que la résistance à la rouille est un caractère récessif contrôlé par le gène :

Hybridation (première année) :

Le parent récurrent est utilisé comme parent femelle et hybride avec la plante donneuse résistante à la rouille.

F1 Génération (deuxième année) :

Le F1 les plantes ne seront pas résistantes à la rouille, elles seront rétrocroisées avec le parent récurrent.

avant JC1 Génération (troisième année) :

Ici aussi, aucune plante résistante à la rouille n'apparaîtra, donc pas besoin de faire de test de sensibilité à la rouille. Toutes les plantes sont autofécondées.

Les plantes sont testées pour leur caractère de résistance à la rouille. Ces plantes sont sélectionnées et rétrocroisées avec des parents récurrents.

avant JC2 Génération (cinquième année) :

Il n'y a pas de test de résistance à la rouille, les plantes sont sélectionnées uniquement sur des ressemblances avec le parent récurrent A, et à nouveau rétrocroisées avec le parent récurrent.

avant JC3 Génération (sixième année) :

Encore une fois, les plantes sont autogames, mais sans aucune sélection pour le caractère de résistance.

avant JC3-F2 Génération (septième année) :

La sélection pour la résistance à la rouille se fait dans cette génération. Les plantes résistantes à la rouille et ressemblant à la variété A sont sélectionnées et rétrocroisées.

avant JC4 Génération (huitième année) :

avant JC5 Génération (neuvième année) :

Les plantes sont sélectionnées contre la résistance à la rouille ainsi que les caractères de la variété A. Les graines autofécondées des plantes sélectionnées sont récoltées séparément.

avant JC5-F3 Génération (onzième année) :

Des descendances végétales individuelles sont cultivées et soumises à un test de résistance à la rouille. La sélection rigide est faite pour la résistance à la rouille des tiges et la caractéristique de la variété A. Les graines des plantes sélectionnées sont mélangées pour constituer la nouvelle variété.

Test de rendement (douzième année) :

La variété est testée dans un essai de rendement répété avec la variété A comme témoin. La nouvelle variété doit avoir les mêmes performances de rendement, sauf qu'elle porte le nouveau caractère introduit.

La multiplication et la distribution des semences aux agriculteurs sont effectuées.

Représentation schématique:

Comparaison entre le transfert de gène dominant et récessif lors de la méthode de rétro-croisement :

(c) Transfert de caractère quantitatif:

Les caractères quantitatifs sont régis par des polygènes tels que la taille des grains, la hauteur de la plante, le temps de maturité, etc. Comme pendant le transfert, l'intensité des caractères sera perdue, donc le parent non récurrent doit avoir des caractères plus intenses que souhaité dans la nouvelle variété . Pour transférer ce type de caractère, chaque génération de rétro-croisement doit être autodidacte et F2 génération est cultivée qui devrait avoir une grande population.

Ensuite, la sélection rigide est effectuée pour le caractère à transférer. Le système de rétrocroisement alterné et d'autofécondation se poursuit jusqu'à l'obtention des résultats souhaités. A la fin du programme de rétro-croisement, F2 est traité comme la méthode du pedigree. Les descendances qui sont plus susceptibles d'avoir un parent récurrent portant le caractère souhaitable sont sélectionnées et mélangées pour constituer la nouvelle variété.

(d) Transfert de deux personnages ou plus chez un parent seul:

Pour le transfert simultané de nombreux caractères dans un seul programme de rétrocroisement, les caractères de différents parents non récurrents sont réunis par croisement multiple, puis un rétrocroisement au parent récurrent est effectué. Des descendants de rétrocroisement plus grands seraient nécessaires que dans le cas du transfert d'un seul caractère, et cela peut également prendre beaucoup de temps car à chaque étape, tous les caractères souhaités peuvent ne pas être exprimés.

Les caractères multiples peuvent être transférés par étapes. Le par­ent récurrent est d'abord amélioré pour un caractère puis il est utilisé comme parent récurrent pour l'introduction d'un autre nouveau caractère. Ainsi, de manière progressive, plusieurs caractères peuvent être introduits dans un seul parent récurrent.

Généralement, la méthode de rétrocroisement est utilisée pour transférer le caractère de résistance aux maladies à une variété bonne et bien adaptée. D'autres caractères quantitatifs peuvent également être transférés par la méthode de rétrocroisement dans les cultures allogames et autogames.

1. Transfert intervariétal de caractères simplement hérités :

Les caractères tels que la résistance aux maladies, la couleur des graines, la hauteur de la plante, etc., qui sont contrôlés par un ou deux gènes principaux, sont les plus adaptés au transfert par rétrocroisement d'une variété à une autre de la même espèce. Le transfert réussi dépend du lien minimum entre le trait souhaitable et indésirable.

2. Transfert intervariétal de caractères quantitatifs :

Les caractères du grain comme la taille et la forme des graines, la précocité, la hauteur de la plante peuvent tous être transférés d'une variété à une autre avec les critères d'héritabilité élevée.

3. Transfert interspécifique de personnages simplement hérités :

Principalement, le caractère comme la résistance aux maladies peut être transféré des espèces apparentées aux espèces cultivées. Cela nécessite spécialement la parenté entre les espèces où les chromosomes peuvent s'apparier pendant la méiose. Le transfert échouera si l'environnement génétique du parent récurrent n'est pas adapté au fonctionnement du gène de caractère souhaitable du parent donneur.

4. Transfert de cytoplasme :

En cas de transfert du caractère mâle stérile d'un parent à un autre, une méthode de rétro-croisement est nécessaire. La variété ou l'espèce à partir de laquelle le cytoplasme doit être transféré est utilisée comme parent femelle. Le parent récurrent doit être le parent masculin. Après 6 à 8 rétrocroisements, le cytoplasme sera celui du parent donneur avec le génotype du parent récurrent.

5. Ségrégation transgressive :

La modification de la méthode de rétro-croisement produira des ségrégants transgressifs. Peu (1 à 3) rétrocroisements avec F1 permettre à beaucoup d'hétérozygotie d'apparaître, ou deux parents récurrents ou plus peuvent être utilisés dans un programme de rétrocroisement pour accumuler leurs gènes dans la descendance de rétrocroisement. Un tel type de modification produirait une nouvelle variété qui ne ressemblerait pas au parent récurrent.

6. Production de lignées isogéniques :

La méthode de rétrocroisement est utile pour la production de lignées isogéniques, c'est-à-dire les lignées d'une culture qui sont identiques dans leur génotype à l'exception d'un gène. Ces lignées isogéniques sont utiles pour étudier l'effet de gènes individuels.

1. Cette méthode ne change pas le génotype de la variété établie populaire, seulement elle aide un seul caractère souhaitable à être transféré dans la variété existante.

2. Comme le parent récurrent est une variété établie, il n'est donc pas nécessaire de tester les performances de rendement, ce qui permet d'économiser cinq ans de temps, ainsi que des dépenses.

3. Dans le cas d'une plante de courte durée, 2-3 générations peuvent être élevées en un an car la sélection est basée sur l'hérédité d'un caractère particulier, et non sur la performance. Ainsi, cette méthode réduit considérablement le temps nécessaire pour développer une nouvelle variété.

4. La méthode de rétrocroisement nécessite des populations plus petites que la méthode du pedigree.

5. Les défauts d'une variété établie peuvent être éliminés à l'aide de cette méthode, peut-être uniquement en introduisant un seul caractère.

6. Seul le transfert interspécifique de gènes peut être effectué par cette méthode.

7. La ségrégation transgressive peut être obtenue en cas de caractères quantitatifs par la méthode de rétro-croisement modifiée.

8. Cette méthode est très utile pour le transfert de gènes cytoplasmiques au parent récurrent, c'est-à-dire qu'une nouvelle variété portera le cytoplasme du parent donneur et le génotype du parent récurrent.

1. La nouvelle variété n'est pas plus performante que la variété existante, sauf l'introduction du caractère unique.

2. Au cours du transfert d'un tel type de gène unique souhaitable, certains gènes indésirables peuvent parfois être transférés.

3. Pour l'introduction de plus d'un caractère génétiquement contrôlé, un programme de croisement multiple est nécessaire, ce qui est souvent difficile, long et coûteux.

4. Une fois qu'un parent récurrent pris dans une méthode de rétro-croisement peut être remplacé par une autre variété supérieure à haut rendement.

La méthode de rétrocroisement est très utile pour transférer un caractère simplement héréditaire comme la résistance aux maladies à une variété locale populaire bien adaptée.

Dans le cas du blé, ‘Kalyan Sona’ est la variété établie populaire à laquelle le caractère de résistance à la rouille des feuilles a été transféré de diverses sources comme Robin, KI, Blue­bird, Tobari, etc. en utilisant la méthode de rétrocroisement.

Dans le cas de Bajra, Tift 23A, une lignée mâle stérile sensible au mildiou est devenue résistante grâce à la méthode de rétrocroisement.

Pour le transfert interspécifique de gènes, la méthode de rétrocroisement est largement utilisée pour l'amélioration des cultures. La canne à sucre cultivée (Saccharum officincirum) est sensible aux ravageurs et aux maladies, croisée avec S. spontanium qui est résistante. Cela apporte de la résistance mais avec des caractères indésirables comme plus de fibres, peu de sucre, une tige fine, etc. Par rétrocroisement avec de la canne noble, ces caractères indésirables sont supprimés.

En coton, l'hybridation entre Gossypium hirsutum et G. arboreum a donné un hybride F hautement stérile, peu de graines tétraploïdes ont été obtenues. Ces plantes ont ensuite été rétrocroisées avec G. hirsutum et deux variétés ont été sélectionnées à partir du programme de rétrocroisement qui est maintenant largement cultivé au Gujarat.

À l'exception des caractères de résistance aux maladies, d'autres caractères peuvent également être transférés par la méthode de rétrocroisement. Comme pour le coton, la qualité d'égrenage de la fibre a été améliorée par la méthode de rétrocroisement à partir de la variété locale. En utilisant BD8 (résistant au flétrissement, valeur de filature élevée mais faible égrenage) comme parent récurrent et Goghari A26 (haute égrenage) comme parent non récurrent, la nouvelle variété Vijay a été développée.


Pollinisation par les chauves-souris, les oiseaux, le vent et l'eau

Non-insect methods of pollination include pollination by bats, birds, wind, and water.

Objectifs d'apprentissage

Differentiate among the non-insect methods of pollination

Points clés à retenir

Points clés

  • Flowers that are pollinated by bats bloom at night, tending to be large, wide-mouthed, and pale-colored they may also give off strong scents.
  • Flowers that are pollinated by small birds usually have curved, tubular shapes birds carry the pollen off on their heads and neck to the next flower they visit.
  • Wind-pollinated flowers do not produce scents or nectar instead, they tend to have small or no petals and to produce large amounts of lightweight pollen.
  • Some species of flowers release pollen that can float on water pollination occurs when the pollen reaches another plant of the same species.
  • Some flowers deceive pollinators through food or sexual deception the pollinators become attracted to the flowers with false promises of food and mating opportunities.

Mots clés

  • food deception: a trickery method employed by some species of orchids in which only bright colors and perfume are offered to their pollinators with no food reward

Non-Insect Methods of Pollination

Plants have developed specialized adaptations to take advantage of non-insect forms of pollination. These methods include pollination by bats, birds, wind, and water.

Pollination by Bats

In the tropics and deserts, bats are often the pollinators of nocturnal flowers such as agave, guava, and morning glory. The flowers are usually large and white or pale-colored so that they can be distinguished from their dark surroundings at night. The flowers have a strong, fruity, or musky fragrance and produce large amounts of nectar. They are naturally-large and wide-mouthed to accommodate the head of the bat. As the bats seek the nectar, their faces and heads become covered with pollen, which is then transferred to the next flower.

Pollination by Birds

Many species of small birds, such as hummingbirds and sun birds, are pollinators for plants such as orchids and other wildflowers. Flowers visited by birds are usually sturdy and are oriented in a way to allow the birds to stay near the flower without getting their wings entangled in the nearby flowers. The flower typically has a curved, tubular shape, which allows access for the bird’s beak. Brightly-colored, odorless flowers that are open during the day are pollinated by birds. As a bird seeks energy-rich nectar, pollen is deposited on the bird’s head and neck and is then transferred to the next flower it visits. Botanists determine the range of extinct plants by collecting and identifying pollen from 200-year-old bird specimens from the same site.

Pollination by birds: Hummingbirds have adaptations that allow them to reach the nectar of certain tubular flowers, thereby, aiding them in the process of pollination.

Pollination by Wind

Most species of conifers and many angiosperms, such as grasses, maples, and oaks, are pollinated by wind. Pine cones are brown and unscented, while the flowers of wind-pollinated angiosperm species are usually green, small, may have small or no petals, and produce large amounts of pollen. Unlike the typical insect-pollinated flowers, flowers adapted to pollination by wind do not produce nectar or scent. In wind-pollinated species, the microsporangia hang out of the flower, and, as the wind blows, the lightweight pollen is carried with it. The flowers usually emerge early in the spring before the leaves so that the leaves do not block the movement of the wind. The pollen is deposited on the exposed feathery stigma of the flower.

Wind pollination: These male (a) and female (b) catkins from the goat willow tree (Salix caprea) have structures that are light and feathery to better disperse and catch the wind-blown pollen.

Pollination by Water

Some weeds, such as Australian sea grass and pond weeds, are pollinated by water. The pollen floats on water. When it comes into contact with the flower, it is deposited inside the flower.

Pollination by Deception

Orchids are highly-valued flowers, with many rare varieties. They grow in a range of specific habitats, mainly in the tropics of Asia, South America, and Central America. At least 25,000 species of orchids have been identified.

Flowers often attract pollinators with food rewards, in the form of nectar. However, some species of orchid are an exception to this standard they have evolved different ways to attract the desired pollinators. They use a method known as food deception, in which bright colors and perfumes are offered, but no food. Anacamptis morio, commonly known as the green-winged orchid, bears bright purple flowers and emits a strong scent. The bumblebee, its main pollinator, is attracted to the flower because of the strong scent, which usually indicates food for a bee. In the process, the bee picks up the pollen to be transported to another flower.

Other orchids use sexual deception. Chiloglottis trapeziformis emits a compound that smells the same as the pheromone emitted by a female wasp to attract male wasps. The male wasp is attracted to the scent, lands on the orchid flower, and, in the process, transfers pollen. Some orchids, like the Australian hammer orchid, use scent as well as visual trickery in yet another sexual deception strategy to attract wasps. The flower of this orchid mimics the appearance of a female wasp and emits a pheromone. The male wasp tries to mate with what appears to be a female wasp, but instead picks up pollen, which it then transfers to the next counterfeit mate.

Pollination by deception in orchids: Certain orchids use food deception or sexual deception to attract pollinators. Shown here is a bee orchid (Ophrys apifera).


Advances in the pollination biology of olive (Olea europaea L.)

The olive originated in the Mediterranean region, and is most extensively cultivated oleiferous tree species in the world due to its high economic value. The olive has been introduced to China for more than 50 years, and some cultivars have showed good ecological suitability. The plantation of olive in China is increasing rapidly. However, many olive trees during the fruiting age showed the low fruit-setting rates and unstable fruit yields. Studies on pollination biology of olive are important to improve olive fruit-setting rates, genetic resources, and clonal selection and cross-breeding. Overseas much have been done about studies on pollination biology of olive, which are still scarce in China. In this paper, we presented a review of the recent advances in the pollination biology of olive, with the emphasis on blossom phenological characteristics, floral morphology, pollen germination, mating system, as well as their impacts on the fruit set of olive. The future researches in China were subsequently suggested as follows: (1) Strengthen the basic researches of olive pollination biology, including the ratio between monoecious and andromonoecious flowers in main introduced cultivars, the mechanisms for the maintenance of the olive sexual system, and the functional differences between monoecious and andromonoecious flowers and their relationship with wind-pollination, (2) Both field artificial pollination and molecular technology should be combined to elucidate the olive breeding system of cultivars, to explore the genetic and physiological mechanisms of self-infertility and cross-pollination, and to find the determinative factors of affecting the pollination compatibility of various cultivars, and (3) Studies on both olive pollination biology and breeding system should be combined to analyze comprehensively the effects of pollination and fertilization processes on fruit setting and early fruit development.


Types of pollination

Pollination is the process of transferring pollen grains from the stamens to the ovaries. The pollination process is an interchange between the flower and the agent. The process of pollination is important in agriculture, as fruit is a product of fertilisation resulting from pollination.
The pollen grains produced by the male gametes and the ovules carried by the female gametes are produced by different structures. Therefore, in order to unite the gametes, the pollen must be transferred to the stigma. The transfer and deposition of pollen grains from the anther to the surface of the flower stigma is called pollination.

Pollination are of two types:

1.Self pollination : Self-pollination occurs when the pollen of one flower pollinates the same flower or other flowers of the same individual. Self-pollination is a form of pollination that can occur when the flower has both male and female gametes, i.e. stamens and carp or pistil. The mechanism of self-pollination is seen on some legumes, such as peanuts, soya beans. Most self-pollinated plants have small, inconspicuous flowers. These flowers spill pollen directly onto the stigma even before the bud blossoms. Plants that follow the process of self-pollination often have the same length of stamens and carpels.

Plants pollinate and can produce offspring that are self-fertile.
1. Autogamy: Autogamy is the type of self-pollination where the pollen is transferred to the stigma of the same flower.
2. Geitonogamy: This is a process when the pollen is transferred to another flower in the same plant.
Self-pollinating fruit trees are apricots, figs, few varieties of peaches, some varieties of plums such as stanley, green gauge, Italian prune and some varieties of apple are self-pollinating.
Self-pollinating flowers are rose (rosa spp.), food crops such as beans, tomatoes, orchids, violets, sweet peas, also self-pollinated.

Advantages and disadvantages of self pollination

Advantages of self pollination.

1. A self-pollinating plant spends less energy on the production of pollinator attractants.
2. They may grow in areas where organisms that may help pollination, such as insects and other animals, may be absent or very scarce, such as in Arctic regions or high-altitude regions.
3. Self-pollination allows plants to spread beyond the range of appropriate pollinators or to produce offspring in regions where the pollinator population is reduced or naturally variable.
4. There is less chance of a pollination failure and therefore help to maintain the purity of the race.

Disadvantages of self pollination.

1. New species are not produced due to self-pollination.
2. Progeny shows less vigour due to continuous self-pollination.
3. No new characters have been introduced.
4. Characters that are undesirable can not be removed.
5. The capacity to resist diseases is reduced.
6. Self-pollination does not contribute to evolution.

2. Cross pollination

Cross-pollination is also known as allogamy. Cross pollination occurs when pollen grains are transferred from another plant to a flower. Plants that undergo cross-pollination often have higher stamens than their carpels. They use mechanisms to ensure that pollen grains are spread to other plant flowers. The cross-pollination process involves the use of abiotic or biotic agents such as wind , water, insects , birds, bats, snails and other animals as pollinators.

Cross Pollination

Abiotic pollination

Abitoic pollination is a process where the pollination is carried out without the involvement of other organisms. About only 10% of plants are pollinated without animal agents.

Anempophily is the most common form of abiotic pollination, it is pollination by wind. The flowers that are pollinated by wind show the following characters:

  1. They are usually unisexual flowers.
  2. Stamens are exposed freely with versatile anthers.
  3. The pollen grains are light, smooth, dry and not easily wetted by rain.
  4. Pollen are produced in enormous quantities.
  5. The stigma is large and well exposed to receive the pollen grains.
  6. The flowers are small, inconspicuous with no colour, odour or nectar.

Examples of wind pollinated plants are: coconut, palm, maize, grasses, etc.

Hydrophily is a pollination by water and occurs in aquatic plants as pollen is released directly into the surrounding water medium. Not all aquatic plants are pollinated by water, most of them have flowers above the surface of the water and are pollinated by wind or insects.

Biotic pollination

Biotic pollination is a pollination process that requires pollinators, such as some organisms, to transfer pollen grain from the anther to the receptive part or stigma of the carp or pistil.

Entimophily or insect pollination

Entimophily is the pollination of insects. This process of pollination occurs in plants with coloured petals and a strong odour to attract insects such as bees, wasps and some ants, beetles, moths and butterflies. Insects visit flowers to collect nectar, edible pollen, and during this visit, pollen grains are dusted on the body. When the insect visits the other flower, the body brushes against the stigma and transfers the pollen to cause pollination. Examples are roses, poppies, etc.
Some of the features seen in pollinated insect flowers are:
1. The flowers are large and brightly coloured.
2. Usually the flowers have a pleasant fragrance and a sweet nectar.
3. Pollen grains are usually rough and sticky, with spiny outgrowths.

Entimophily

It is pollination by vertebrates such as birds and bats. Plants that are pollinated by bats and moths usually have white petals and a strong scent. Plants that are pollinated by birds usually develop red petals and rarely have any smell. Examples are arctium (burdock), acaena and gallium aparine species.

Other pollination

Ornithophily or bird pollination

Humming birds, sun birds and honey eaters are common bird pollinators. Birds get nectar from the flowers. Flowers that are pollinated by birds have funnel-shaped or tubular corollas and are brightly coloured. The floral parts of these plants are leathery and produce large amounts of nectar and pollen which are sticky.

Ornithophily

Chiroperophily or bat pollination

Pollination by bats is taking place in the tropics. Bats visit flowers that are large and emit a strong smell. Flowers pollinated with bats produce more nectar and have a large number of stamens.

Anthropophily

Anthropophily is pollination performed by humans, it is usually artificial pollination used in hybridisation techniques.

Open pollination

Open pollination is pollination by insects , birds, wind or other natural mechanisms. Open pollination ensures that all seeds of the crop are derived from parents with known traits and desired traits. In open pollination, breeding is uncontrolled and the pollen source is unknown and may result in a variety of plants that may vary widely in genetic traits. Open pollen can increase biodiversity. The greater challenge in open pollination is to maintain the strain by avoiding pollination by introducing pollen from other strains. Examples of open pollination plants are heirloom tomatoes.

Cleistogamy

1. Cleistogamy is also known as automatic self-pollination, which describes the trait of a certain flowering plant where the plants propagate using non-open, self-pollinating flowers.
2. Cleistogamy is seen in peanuts, peas and beans and is also seen in the grass family.
3. Cleistogmay requires less plant resources as the development of petals, nectar and large amounts of pollen are not required.
4. This makes cleistogamy useful for the production of seeds in unfavourable sites or in adverse conditions.
5. The disadvantage of cleistogamy is that self-fertilization may suppress the creation of genetically improved plants. Examples of cleistonagamy plants are peas, beans, rape plants, and some grasses.

1. Chasmogamy is a botanical description of the type of flower.
2. The flower, which is chasmogamous, opens at maturity, exposing stamens and style to allow the fertilisation process.
3. The process of fertilisation in chasmogamous flowers depends on the reception of the appropriate pollen, but often fails.
4. The structure of the chasmogamous flowers is usually optimised to favour the reception of pollen and is generally large and has nectar guides to facilitate insect pollination.
5. These flowers produce nectar and are also scented to attract pollinating organisms.
6. This mechanism of chasmogamy enhances the exchange of genes between individuals. Examples of chansmogamy plants include hibiscus, viola, oxalis, etc.


The reproductive biology of Stellera chamaejasme (Thymelaeaceae): A self-incompatible weed with specialized flowers

It has profound implications for species invasions and fitness, how weeds achieve reproductive success. We present the first study on the reproductive biology of Stellera chamaejasme, a toxic perennial weed which is abundant in the alpine meadows on the eastern Tibetan Plateau of China since the 1960s. S. chamaejasme has synchronogamy and herkogamous flowers, which last for about 11 days. Flowers can be yellow, white or reddish. Our results suggest that this species is self-incompatible and depends entirely on pollen vectors for seed production. All the pollinators observed were Lepidopteran species however, the pollinator assemblage was significantly different among populations and likely independent on floral colour. Reproductive success and invasion of the weed might be a complex function of floral traits, breeding system and pollination ecology. Generally, plants with generalized pollination system are more invasive. However, our results suggest that specialized flowers and self-incompatibility in the present case may not prevent invasion of the weed.


6. Wind

Wind pollination, Pine tree. Peace Valley Nature Center

Wind is another good agent of pollination. Examples of wind-pollinated flowers are corn, rice, and grasses. Wind-pollinated flowers have the following characteristics:

  • Most of them do not have petals. Their stamens and stigmas are exposed to the wind.
  • The stigma is feathery or sticky. Pollen grains stick to it easily.
  • They produce great numbers of very tiny pollen grains which are scattered far and wide by the wind.

Semen-Like Floral Scents and Pollination Biology of a Sapromyophilous Plant Stemona japonica (Stemonaceae)

By emitting scent resembling that of organic material suitable for oviposition and/or consumption by flies, sapromyophilous flowers use these flies as pollinators. To date, intensive scent analyses of such flowers have been restricted to Apocynaceae, Annonaceae, and Araceae. Recent studies have suggested that the wide range of volatile organic compounds (VOCs) from sapromyophilous flowers play an important role in attracting saprophagous flies by mimicking different types of decomposing substrates (herbivore and carnivore feces, carrion, and the fruiting bodies of fungi, etc.). In this study, we report the flower visitors and the floral VOCs of Stemona japonica (Blume) Miquel, a species native to China. The flowers do not produce rewards, and pollinators were not observed consuming pollen, thus suggesting a deceptive pollination system. Headspace samples of the floral scent were collected via solid-phase micro-extraction and analysed by gas chromatography coupled with mass spectrometry. Main floral scent compounds were 1-pyrroline (59.2 %), 2-methyl-1-butanol (27.2 %), and 3-methyl-1-butanol (8.8 %), and resulted in a semen-like odor of blooming flowers. The floral constituents of S. japonica were significantly different from those found in previous sapromyophilous plants. An olfaction test indicated that 1-pyrroline is responsible for the semen-like odor in S. japonica flowers. Main flower visitors were shoot flies of the genus Atherigona (Muscidae). Bioassays using a mixture of all identified floral volatiles revealed that the synthetic volatiles can attract Atherigona flies in natural habitats. Our results suggest that the foul-smelling flowers of S. japonica may represent a new type of sapromyophily through scent mimicry.

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Voir la vidéo: Pollinisation et germination du grain de pollen (Janvier 2022).