Etude de divers cas de sterilite male cytoplasmique chez le tournesol.

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Etude de divers cas de sterilite male cytoplasmique chez le tournesol.

Pascal Leclercq

To cite this version:

Pascal Leclercq. Etude de divers cas de sterilite male cytoplasmique chez le tournesol.. Agronomie,

EDP Sciences, 1983, 3 (2), pp.185-187. �hal-02722366�

NOTE

Etude de divers ^cas de stérilité mâle cytoplasmique ^chez

le tournesol

Patrice LECLERCQ

1.N.R.A., Station d’Amélioration des Plantes, ^F 63039 Clermont-Ferrand Cedex

avec la collaboration technique ^de Jacqueline ^{P HILIPPON & Lucie L ECLERC O}

RÉSUMÉ A partir ^de travaux et observations menés depuis ^{1966 sur} tournesol, nous avons mis en évidence l’existence Stérilité-mâle c y to p las- ^de 2 stérilités mâles cytoplasmiques ^instables (type ^{coriace et} type curvonev) ^et de 3 stérilités mâles

m iq ue

, cytoplasmiques ^stables (type français ^ou classique, type ANASHENKO , type petiolaris bis).

Tournesol.

Les analyses génétiques ^nous donnent à penser que le type français ^{et le} type petiolaris ^{bis sont} identiques,

alors que le type ^{ANASHENKO est} différent. Il n’y ^aurait donc, à l’heure actuelle que ² stérilités mâles

cytoplasmiques stables : le type français ^{et le} type ^{ANASHENKO .}

SUMMARY Study of ^{several cases} of cytoplasmic ^male sterility ⁱⁿ sunflower

Cytoplasmic ^{male - steri -} From research and observations since 1966, ^we have found in sunflower two types ^{of unstable} cytoplasmic lity

, _male sterility (type ^{« coriace » and} type ^{« GUNDAEV} ») ^{and three} types ^{of stable} cytoplasmic ^male sterility Sun!lower (classic ^{or French} type, ^ANASHENKO type, petiolaris ^bis type). ^Genetic analysis suggested that French and

petiolaris ^bis type ^were identical, ^{while the} ANASHE rr KO type ^was different. So, ^at the present time, ^{we know} only ^two types ^{of stable} cytoplasmic ^male sterility : ^{French and n N nstte N Ko}

I. INTRODUCTION

Depuis ^{1967, on} connaît chez le tournesol un type ^de stérilité mâle cytoplasmique ^dit classique ^ou français (L

E

CLERCQ, 1969) qui ^est actuellement le seul utilisé à l’échelle commerciale en France, ^aux Etats-Unis, ^{en Rou-} manie, ^en Yougoslavie, ^{etc. Cette} homogénéité cytoplasmi-

que des hybrides de tournesol actuellement produits ^{sur des}

millions d’hectares présente évidemment un risque qui pourrait ^se concrétiser comme cela s’est produit ^{dans le}

maïs (sensibilité particulière ^d’un type ^de cytoplasme ^à l’helminthosporiose). ^De plus, la mise à la disposition ^des

sélectionneurs d’un cytoplasme stérilisant nouveau ouvrirait des perspectives intéressantes, par exemple, ^en permettant

au sélectionneur du tournesol, qui ^veut éprouver ^{la valeur} hybride ^des lignées ^B (mâle-fertiles mainteneuses de stéri- lité sur cytoplasme français), de les croiser sur un restaureur

classique ^stérilisé par ^un cytoplasme ^de type ^nouveau.

Mieux vaudrait _que ces lignées ^{B soient} restauratrices sur

cytoplasme ^nouveau, mais même sans cela la mesure du rendement de F I mâle-stériles est possible, ^{si elles sont}

fécondées par des parcelles ^voisines mâle-fertiles.

C’est pourquoi nous avons entrepris ^à Clermont-Ferrand la recherche systématique ^{de nouveaux} types de stérilité mâle cytoplasmique ^dans l’espèce ^tournesol.

Il. MATÉRIEL ET MÉTHODES

La stérilité mâle est définie par l’absence de pollen ^visible

sur l’ensemble du capitule ^{tout au} long de la floraison. Si du

pollen ^est visible, ^{même sur une} partie seulement du

capitule fleuri, ^la plante ^est dite mâle fertile.

Les lignées ^{utilisées sont} d’origines géographiques variées, ^{aussi bien} parmi les mainteneurs que parmi ^les

restaureurs. Ainsi CIC 61 vient de « lenissei _», population d’origine russe, CCM 64 vient de C 1957 également d’origine ^{russe ainsi} qu’« ^{Issanka ». Ha 89, Rha} 266, Rha 273, ^{Zn 41 viennent des} Etats-Unis.

BC 42, Bza 1, ^Bza 2 ont été obtenues à Clermont-Fer- rand à partir de croisement interspécifique faisant intervenir H. petiolaris ; ^PAM 1, PAC, ^PAC 21, ^PAC 1, ^{PR 4 ont la} même origine, ^avec addition de gènes de résistance au

mildiou de la lignée américaine Ha 61.

III. RÉSULTATS A. Type ^coriace

Les résultats déjà publiés (L E C LER C Q , 1979) ^{nous ont}

amené à conclure que ^ce type ^{de stérilité mâle} cytoplasmi-

que, dérivé d’Helianthus petiolaris ^{comme le} type français,

était difficilement restaurable par certains restaureurs classi- ques. C’est pourquoi ^{nous l’avons} appelé « stérilité coriace ^». Cependant, ^ce phénomène s’est avéré instable et il nous a été impossible d’obtenir 2 générations successives

homogènes pour la stérilité mâle, ^ce qui ^{nous semble le}

critère d’une stérilité mâle stable. Par exemple, la descen- dance la plus ^{riche en} mâle-stériles ^en 1978 en comportait

81 p. 100 (38 ms/47), ^alors qu’en ^{1979 on ne} dépassait pas

11 p. ¹⁰⁰ (6 ms/59) par filiation à partir ^{de la} précédente (fécondations successives par le même parent ^{mâle Bc} 42).

B. Type ^GUNDAEV

Avec ce type découvert par G UNDAEV (Institut ^{de Géné-} tique générale ^de Moscou), ^{nous n’avons} jamais réussi, malgré l’essai de 39 mainteneurs classiques ^{en 1977 comme} pollinisateurs, 8 mainteneurs classiques ^en 1978, ^{17 mainte-}

neurs classiques ^en 1979, ^{à obtenir une} seule descendance

homogène pour la stérilité mâle. Ce type de stérilité nous

paraît pratiquement instable : cependant, ^{il nous semble}

être déterminé par le cytoplasme puisque les recroisements successifs de mâle-stériles par mainteneurs classiques pen- dant 5 générations ^donnent toujours ^{naissance à une frac-}

tion au moins de plantes mâle-stériles.

C. Type ^{A N ASHENKO}

Ce type, décrit d’abord par ^{A NA S HENK O} à Leningrad, provient, ^selon l’auteur, de Helianthus lenticularis sous

espèce sauvage de H. ^annuus (A NA S HENKO ^et al., 1974). ^Il s’agit ^{d’une stérilité mâle fixable. En effet,} ayant chaque année, depuis 1975, fécondé des mâle-stériles par différents mainteneurs classiques, ^{nous avons observé d’abord des}

descendances non fixées pour la stérilité mâle, puis, ^à partir

de 1978, des descendances mâle-stériles homogènes :

Nombre de descendances étudiées

-

en 1978 : 1 descendance 26

-

en 1979 : 12 descendances 29

-

en 1980 : 53 descendances 75

-

en 1981 : 34 descendances 61

A partir ^{du moment où l’on} dispose d’une stérilité mâle

cytoplasmique ^{stable, il est} intéressant de ^se demander s’il

s’agit ^{du même} cytoplasme que le classique. ^Pour répondre

à cette question, ^{nous avons} fécondé des mâles-stériles

« A NASHENKO » par des mainteneurs et des restaureurs

classiques. Les résultats sont rapportés dans le tableau 1.

1. Un certain nombre de mainteneurs classiques ^restau-

rent entièrement la fertilité mâle, après fécondation des mâle-stériles ^« A NASHENKO ». Il s’agit ^des lignées : ^CIC 61, CCM 64, ^{Ha 89.}

2. Certains mainteneurs classiques maintiennent entière-

ment la stérilité mâle ^« A NASHENKO ». Il s’agit ^{de 2} lignées

issues de la population ^{« Issanka ».}

3. Certains restaureurs classiques maintiennent, ^totale-

ment ou partiellement, la stérilité mâle ^« A NESHENK O ». Il

s’agit ^des lignées : ^PAM 1, ^Rha 266, ^{ZN 41.}

Ainsi PAM 1, ^{fécondant un} mâle-stérile, donne dans la descendance 15 ms + 6 mf.

De même, la fécondation de 2 mâle-stériles par Rha 266 donne 1 fois 12 ms sur 18, ^{1 fois 20 ms sur 20.}

La fécondation de 2 mâle-stériles par ZN 41 donne 1 fois 8 ms sur 21, ^{1 fois 15 ms sur 24.}

4. La plupart ^des restaureurs classiques essayés ^sont également entièrement restaureurs pour le type ^{A NA S-}

HE tv K

O : BC 42, ^Bza 1, ^Bza 2, PAC, ^PAC 21, ^PAC 1, ^PR 4, Rha 273.

Il semble donc _que la stérilité mâle de type A NA S HENK O, puisqu’elle n’a pas exactement les mêmes mainteneurs et restaureurs que la stérilité mâle française, dépende ^d’un cytoplasme différent du cytoplasme ^{français. On a donc mis}

en évidence une nouvelle stérilité mâle cytoplasmique.

D. Type Petiolaris bis

Nous avons émis l’hypothèse qu’en recommençant ^le croisement initial de H. petiolaris par ^{H. annuus}

(L E C LER

CQ, 1969), ^nous retrouverions une nouvelle sté- rilité mâle cytoplasmique, peut-être différente de _{la pre-} mière. Cette idée nous avait été inspirée ^en particulier par l’observation de la stérilité mâle « coriace » (LECLERCQ, 1979) qui ^est différente de la française, quoique ^{toutes 2} proviennent du même croisement interspécifique ^H. petiola-

ris x H. annuus.

C’est pourquoi, ^à partir ^de 1976, nous avons refait le croisement H. petiolaris ^{x H. annuus. Nous} obtînmes, ^en

1978 en R, (F, ^x d), quelques plantes mâle-stériles dans

une même descendance qui,

1) fécondées par des mainteneurs classiques, ^{nous ont}

donné, ^en 1979, 5 descendances mâle-stériles homogènes,

1 descendance en disjonction ;

2) fécondées par 2 restaureurs classiques, ^{nous ont donné}

2 descendances entièrement mâle-fertiles.

En 1980, ^à partir de fécondation de plantes mâle-stériles par mainteneurs classiques, nous avons observé 30 descen- dances mâle-stériles homogènes. ^Nous avions donc obtenu,

une 2 e fois, ^{une stérilité mâle} cytoplasmique. ^{Etait-ce la}

même que la française ? ^Pour répondre ^{à cette} question,

nous avons fécondé des mâle-stériles du nouveau type par des mainteneurs et restaureurs classiques. ^{Les résultats ont}

été les suivants en 1981 :

1) 10 fécondations de ms par 10 mainteneurs classiques

ont donné 10 descendances entièrement mâle-stériles ; 2) ⁹ fécondations de ms par 9 restaureurs classiques ^ont

donné 9 descendances entièrement mâle-fertiles.

Il semble donc que la stérilité mâle petiolaris ^{bis soit} identique ^{à la} française qui provenait déjà ^{de H.} petiolaris.

Par conséquent, ^il ne nous a pas été possible d’obtenir, ^à partir ^{d’un même} croisement interspécifique ^H. petiola-

ris ^x H. _annuus, 2 stérilités mâle cytoplasmiques ^{stables et}

différentes.

IV. DISCUSSION ET CONCLUSION

A partir de l’observation de plantes mâle-stériles dans le tournesol, nous avons choisi de poser ² questions ^succes-

sives :

-

S’agit-il ^{d’une stérilité mâle} cytoplasmique ^fixable,

c’est-à-dire telle qu’on puisse ^en obtenir, ^à partir ^d’une

même filiation maternelle, ² générations successives entiè-

rement mâle-stériles ?

-

La stérilité mâle cytoplasmique observée est-elle iden-

tique ^{à celle} déjà connue ? C’est-à-dire est-elle maintenue par les mêmes mainteneurs de stérilité, restaurée par les mêmes restaureurs de fertilité ?

Il est impossible ^{d’étudier la 2 e} question ^tant qu’on n’a pu

répondre affirmativement à la première. ^En effet, ^étudier

les 2 questions ^{en même} temps, ^sur le même matériel

végétal, reviendrait à démêler, ^à partir ^de l’observation d’un seul caractère, des variations simultanées du cytoplasme ^et

des gènes chromosomiques. ^C’est pourquoi, ^sur les stérilités infixables, ^nous n’avons pas défini mainteneurs et restau- reurs.

Il est possible qu’en recroisant, pendant ^un plus grand

nombre d’années, ^{avec un éventail} génétique plus diversifié,

on aurait pu tirer des stérilités mâles cytoplasmiques ^fixa-

bles.

Notre but étant d’abord de travailler au service de

l’agriculture, nous avons abandonné les sources de stérilité mâle qui, après ^{3 ans} d’observations, ^{nous sont} apparues infixables. Dans ce cas, ^nous les avons déclarées ^« pratique-

ment infixables ».

Concernant la stérilité mâle « ANASHENKO », ^certaines descendances sont homogènes, ^{d’autres ne le sont} pas. Dans le 2 c _cas, s’agit-il d’une variation de nature chromosomique

ou cytoplasmique ? ^Nous ignorons actuellement la réponse

à cette question, mais l’étude en a été entreprise ^{dans notre}

laboratoire.

Reçu ^{le 5} février ^1982.

Accepté ^le 27 septembre ^1982.

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