LIGNÉES, LIGNÉES PURES,HYBRIDES,BACK-CROSS,CONSANGUINITÉ...

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LIGNÉE, LIGNÉE PURE



Une lignée est une descendance d'individus issus des mêmes parents ou d'un ancêtre commun.

Une lignée pure est une lignée pour laquelle les caractères se retrouvent inchangés d'une génération à l'autre. Une lignée pure est toujours consanguine et homozygote

Le terme lignée pure peut avoir plusieurs appellations différentes: souche pure, variété pure, race pure, lignée fixée, lignée consanguine, lignée IBL (inbredline), lignée homozygote.

Le produit du croisement de deux lignées pures s'appelle hybride F1.

Les expériences de Mendel ont été pratiquées grâce à des lignées pures dont les caractères étudiés étaient tous monogéniques (caractères qualitatifs): couleur et texture des pois, variation de la hauteur de la plante, couleur des fleurs.

Pour obtenir une lignée pure, il faut savoir quels sont les caractères que l'on veut fixer. Il faut plusieurs générations de croisements consanguins pour fixer le (ou les) caractère(s) désiré(s). Le résultat recherché est l'obtention d'une lignée homozygote sur un ou plusieurs gènes.

Pour ses expériences, Mendel avait créé des lignées pures homozygotes sur des caractères tels que la couleur et la texture des pois (vert-jaune, lisse-ridé) ou la couleur des fleurs (blanches ou violettes)

Il n'y a pas d’homogénéité dans une lignée sans consanguinité. C'est au sélectionneur ou à l'éleveur (breeder) d'organiser cette consanguinité, tout en étant conscient qu'en travaillant sur une lignée pure, on peut aussi bien fixer des caractères désirés que des caractères indésirables. Dans ce dernier cas, c'est un échec et il faudra repartir sur une nouvelle lignée.

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Procédure pour l'obtention d'une lignée pure


On voit bien le nombre de générations et de croisements successifs nécessaires pour obtenir une lignée pure à partir d'une fécondation allogame.

Si on prend l'exemple du cannabis, qui est allogame, selon le temps de floraison de la variété et en comptant 4 générations par an, il faudrait, en théorie, un minimum de 5 ans pour fixer les, caractères désirés... si tout va bien à cause des nombreux caractères polygéniques difficiles à fixer et, surtout, à cause de la dépression de consanguinité (effet d'inbreeding) très marquée chez les plantes allogames. Cette dépression endogamique fait apparaitre certains caractères récessifs résultant de l'accumulation de gènes homozygotes délétères qui provoque un manque de vigueur, une baisse de la fertilité ou, plus grave, des mutations génétiques et des tares congénitales. Toutefois, on a développé des lignées pures de cannabis en effectuant deux autofécondations successives (voir Transmission du phénotype chimique du cannabis)

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Le choix de Mendel s'est porté sur le pois Pisum sativum, car c'est une plante qui s'autoféconde naturellement (autogamie), ce qui facilite l'obtention de lignées pures consanguines et le maintient de variétés stables.

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Michel PITRAT généticien INRA

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HYBRIDES : (hybride génération Filiale 1, hybride simple, hybride double, hybride à 3 voies)


Un peu d' histoire

Le terme hibride vient du XVI e siècle. Emprunté du latin hybrida, variante orthographique, par rapprochement avec le grec hubris, « excès », de ibrida, « bâtard ». voir

L'hybridation n'est pas exclusivement liée à l'homme, Il existe des hybrides inter-espèces fécondés naturellement.

Toutefois, les débuts de l'hybridation furent très difficiles (pour des raisons de morale religieuse). Elle était considérée comme un accouplement contre nature. Même l'hybridation naturelle n'était pas reconnue. Il faudra attendre le 18è siècle pour que les premiers hybrides naturels soient décrits, mais non encore reconnus.


► La définition du terme "hybride" spécifie qu'il s'agit du résultat d'un croisement entre des parents nettement différents et appartenant, ou pas, à la même espèce.


L'hybridation n'est pas exclusivement liée à la sélection artificielle effectuée par l'homme, Il existe des hybrides inter-espèces fécondés naturellement.




Différents types d'hybrides

► Quand on croise deux lignées d'une même variété, d'une même race, d'une même espèce ou de deux espèces différentes, on obtient un hybride .

► Quand on croise deux lignées pures, de la même variété, de la même race, de la même espèce ou entre deux espèces différentes on obtient un hybride de génération Filiale 1, plus communément appelé hybride F1


► l'hybride double ( à ne pas confondre avec le double hybride) est le résultat du croisement entre deux hybrides simples.[/b]


► Une hybridation à 3 voies consiste à croiser un hybride simple avec une lignée choisie pour des caractères bien définis
L'intérêt de cette technique est due au fait qu'un hybride à 3 voies est plus facile à produire. Généralement, c'est l'hybride simple qui est choisi comme parent femelle. Elle permet à la variété finale de conserver une base génétique plus large, en combinant les caractères se trouvant sur les trois parents.






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LA CONSANGUINITÉ



Un individu est en situation de consanguinité si, pour un locus donné, il possède deux allèles identiques (homozygotie).
La consanguinité se définit comme la proportion d'allèles identiques par descendance. Elle est responsable d’une augmentation de l’homozygotie, et d’une diminution de la valeur sélective des descendants (dépression de consanguinité).



On distingue deux notions légèrement différentes :

- deux individus sont apparentés s' ils ont au moins un ancêtre en commun ;

- un individu est dit consanguin lorsque ses deux parents sont apparentés .


Le niveau de consanguinité découle donc du degré de parenté. Si on remonte suffisamment loin, cela implique que tous les individus d'une espèce donnée sont consanguins. Statistiquement, plus ils auront de gènes en commun, et plus leurs descendants seront consanguins. On peut relier plus ou moins directement le nombre de gènes en commun et le degré de parenté. Néanmoins, on considère qu'au delà d'un certain seuil de "dilution" il n'y a plus de consanguinité significative.

- La première génération de descendants hérite de la moitié du patrimoine génétique de la mère et de la moitié du père. Elle est à 50% consanguine avec la mère et à 50% consanguine avec le père.

- A chaque génération, le taux de consanguinité est donc divisé par deux, puisque chaque parent transmet la moitié de son patrimoine génétique.

- Le petit-fils hérite donc (statistiquement) de 25% du patrimoine génétique de chacun de ses grands-parents, 12,5% de celui de chacun de ses arrières grands parents, et ainsi de suite.

Quand les individus se reproduisent entre membres apparentés, ils ont une part de leurs gènes en commun. Au fil des générations on tend vers une homozygotie de plus en plus complète. La forme extrême de la consanguinité se nommant l'autogamie. Les deux individus qui se reproduisent alors sont vraiment très, très apparentés,,,, puisqu'il s'agit d'eux-mêmes (clones).

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Michel PITRAT généticien INRA

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BACK-CROSS/RETROCROISEMENT


Le backcross est un cas particulier d'hybridation qui sert à fixer un caractère intéressant, tel que la résistance aux maladies, la tolérance au stress, l'amélioration de critères de qualité, etc, et qui peut être présent dans une plante, mais pas dans les lignées élites à la base des variétés commerciales. Plus précisément, le backcross est donc une methode d’amélioration qui a pour but d’introduire un (ou plusieurs) gène(s) (appelés gènes cibles) dans un fond génétique particulier.


Le sélectionneur va donc chercher à créer une lignée identique à la lignée élite, mais possédant en plus ce caractère. Pour obtenir ce résultat, le sélectionneur procède par rétrocroisement.

Pour cela, il va réaliser une série d'hybridations entre la lignée receveuse ou élite, et la lignée donneuse du caractère. Les descendants seront ensuite croisés pendant plusieurs générations par la lignée receveuse. Ceci permet d'augmenter la part de la lignée élite dans le fond génétique des descendants, tout en veillant à conserver le caractère intéressant par élimination des individus n'ayant pas le caractère désiré.


► Le résultat recherché est l'obtention d'une lignée convertie, c'est-à-dire quasiment identique à la lignée élite receveuse, mais contenant en plus le caractère désiré.


Procédure:

- On sélectionne dans la population BC1 (1er rétrocroisement) les individus porteurs du gène cible, puis on les recroise avec le parent receveur pour produire une nouvelle population (BC2)

- Le cycle de sélection / recroisement est poursuivi pendant quelques générations (BC3, BC4, etc . . . ) de manière à obtenir un individu ne présentant qu’un allèle donneur au niveau du gène cible.

- On achève généralement l’[b]introgression par une auto-fécondation afin d' obtenir un individu homozygote donneur au niveau du gène cible.

- Comme le parent receveur intervient à chaque génération, il est également appelé parent récurrent.

► Le backcross est un exemple type de construction de génotypes. Avant même d’avoir effectué le premier croisement entre le parent donneur et le parent receveur, le génotype de l’individu qu’il faut obtenir à la fin du programme est déjà connu.[/b]

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1 -Les descendants issus du premier croisement possèdent 50% du patrimoine génétique de la lignée élite et 50% du patrimoine du donneur.

2 - Lors des back-cross suivants, la proportion du génotype élite augmente, les individus obtenus au deuxième back-cross sont 75% élite et 25% donneur.

3 - Au bout du septième rétrocroisement (BC7), la part de la lignée élite est de 96,88%. On estime alors que la lignée obtenue est suffisamment proche de la lignée élite.



La pratique et l’utilisation des techniques de backcross et de sélection végétale en général, exigent des connaissances scientifiques approfondies --> voir la profession de sélectionneur végétal




[b]Le Backcross inbred lines

contrairement aux précédents, le Backcross inbred lines est un réassortiment aléatoire des génomes parentaux + une contribution minoritaire de la lignée donneuse.