TRAVAUX PRATIQUES DE GENETIQUE

(1)

TRAVAUX PRATIQUES DE GENETIQUE

(Semestre 4) TP2

GENETIQUE D’UN ORGANISME VEGETAL

ZEA MAYS

Année universitaire : 2019 - 2020

UNIVERSITE HASSAN II- CASABLANCA

FACULTE DES SCIENCES BEN M’SIK

Département de Biologie

(2)

GENETIQUE D’UN ORGANISME VEGETAL ZEA MAYS

Chez la plupart des plantes à fleurs, la fleur contient à la fois les appareils reproducteurs mâle et femelle. Le maïs est une plante monoïque possédant 2 types d’inflorescences : les fleurs mâles groupées sur la panicule terminale ramifiée. La panicule porte des épillets biflores groupés par paire. Chaque épillet est constitué de 2 fleurs mâles contenant chacune 3 étamines et un pistil avorté. Les étamines contiennent les cellules mères des microscopes. Les fleurs femelles sont rassemblées sur un ou plusieurs épis d’où sort la ‘‘soie’’, ensemble de pistils dont la base contient l’ovaire où se trouvent les cellules mères des macrospores. Les épis sont situés à l’extrémité de courtes ramifications elles mêmes à l’aisselle des feuilles du tiers médian de la plante.

Alternance de génération chez le maïs

Dans les étamines, les cellules mères des microscopes (diploïdes) se divisent par méiose et donnent chacune 4 microscopes haploïdes qui évoluent chacune en gamétophyte mâle ou grain de pollen.

Dans le pistil, les cellules mères des macrospores se divisent par méiose et donnent chacune 4 produits dont un seul (l’ovotide) devient fonctionnel et occupe le sac embryonnaire, les autres noyaux (globules polaires) dégénèrent. L’ovotide se divise trois fois par mitoses et donne 8 noyaux identiques arrangés linéairement dans le sac embryonnaire.

Fécondation : Chez le maïs, il y a une double fécondation ; l’un des noyaux gamétiques du grain de pollen s’unit avec le noyau de l’œuf du gamétophyte femelle pour constituer le zygote. L’autre

(3)

noyau gamétique s’unit avec les 2 noyaux polaires pour former le noyau primaire de l’albumen (3n).

Après la fécondation, le zygote se transforme en graine formée d’un embryon (2 n) entouré de l’albumen ou endosperme (3n).

L’analyse génétique du maïs peut porter directement sur les graines ou sur les plantes filles après germination des graines.

Le grain de maïs est un fruit (également appelé caryopse) à cotylédon unique et de forme variable.

Le caryopse a pour enveloppe un péricarpe formé par la paroi de l’ovaire soudée au tégument de l’unique graine qu’il renferme. Le péricarpe est un tissu transparent à 2n chromosomes ; il est d’origine strictement maternelle et son phénotype dépend du génotype de la mère. L’amidon du caryopse (farineux, corné, denté, sucré…) sous contrôle génétique simple, a donné lieu à une classification de l’espèce.

Lorsque la graine germe l’embryon se développe en nouvelle plante. L’endosperme qui assure la nutrition de l’embryon se résorbe et ne contribue donc pas à l’hérédité de la nouvelle plante.

(4)

Le Test de Conformité de χ2

Ce test permet de vérifier si les résultats expérimentaux sont conformes à des résultats théoriques.

Exemple expérimental :

On croise 2 souches pures de drosophile, l’une aux ailes longues et l’autre aux ailes courtes. Les mouches de la descendance F1, toutes sauvages aux ailes longues, croisées entre elles donnent la descendance F2 suivante :

- 315 drosophiles aux ailes longues [c+]

- 84 drosophiles aux ailes courtes[c]

Interpréter les résultats :

L’hypothèse la plus simple est celle d’un caractère déterminé par un seul couple d’allèles autosomale, avec dominance de l’allèle sauvage.

Dans le cadre de cette hypothèse, quelles seraient théoriquement les proportions des deux classes phénotypiques ?

F2 : F1 x F1, donc les proportions théoriques seraient : - ¾ aux ailes longues, soit 300 drosophiles [c+]

- ¼ aux ailes courtes, soit 100 drosophiles [c]

Les résultats expérimentaux (315[c+] et 85 [c]) sont-ils conformes à l’hypothèse avancée ?

Les écarts obtenus entre les effectifs théoriques et les effectifs expérimentaux sont-ils significatifs ?

Le test de χ² va permettre de répondre à cette question.

Principe du test :

1- On admet que l’hypothèse est correcte

2- On calcule la probabilité d’obtenir par le seul hasard, dans le cadre de l’hypothèse, un écart supérieur ou égale à celui observé.

- Si cette probabilité est trop faible, on conclut que la différence est significative et on rejette l’hypothèse.

- Si cette probabilité est supérieure à 0.05, la différence n’est pas significative et les résultats expérimentaux sont conformes à l’hypothèse

(5)

Calcul de χ

²

:

χ

²

=∑ (T-E)

²

Classes phénotypiques

Effectifs expérimentaux

E

Effectifs théoriques

T

T-E (T-E)²

[c+] 315 300 -15 0.75

[c] 85 100 15 2.25

χ²= 0.75 + 2.5 = 3.00 Degré de liberté :

Il faut déterminer le degré de liberté.

En générale, le nombre de degré de liberté (d.d.l) est égal au nombre de classes moins 1.

Dans l’exemple expérimental, 2 classes phénotypiques [c+] et [c] sont obtenues en F2.

d.d.l = 2-1 = 1

Utilisation de la table du χ2 : α= 0.05 χ²seuil = 3.84

χ²= 3.00< χ²seuil = 3.84

La probabilité que ces écarts soient dus au seul hasard est donc supérieure à 0.05. Ces écarts ne sont donc pas significatifs et on admet que l’hypothèse est valable.

Si χ2 calculé est supérieur au χ2 seuil, on peut conclure que la probabilité pour que les écarts obtenus soient dus au seul hasard est inferieure à 0.05 (donc trop faible) ; ces écarts sont donc significatifs et on rejette l’hypothèse avancée.

Table de χ

²

α d d l

0.500 0.250 0.100 0.050 0.025 0.010 0.005

1 0.45 1.32 2.71 3.84 5.02 6.63 7.88

2 1.39 2.77 4.61 5.99 7.38 9.21 10.60

3 2.37 4.11 6.25 7.81 9.35 11.34 12.84

4 3.36 5.39 7.75 9.49 11.14 13.28 14.86

5 4.35 6.63 9.24 11.07 12.83 15.09 16.75

T

χ²= 3.00

(6)

(7)

Analyse génétique de deux croisements chez le Mais (Zea mays) :

Nom et prénom : Date : Groupe :

On croise 2 lignées pures de mais, l’une aux graines jaunes et l’autre aux graines pourpres.

✓ La F1 est constituée de :

………..

✓ Conclusion :

………

✓ La F2 est obtenue par un croisement de :

………

✓ Résultats expérimentaux de F2 :

………

✓ Analyse statistique :

• Hypothèse et résultats théoriques :

………

……….

• Comparaison des résultats (test de χ2 si nécessaire) :

………

• Conclusion :

……….

Croisement 1

(8)

On croise 2 lignées pures de mais, l’une aux grains rétractés et l’autre aux grains pleins.

✓ La F1 est constituée de :

………..

✓ Conclusion :

………

✓ La F2 est obtenue par un croisement de :

………

✓ Résultats expérimentaux de F2 :

………

✓ Analyse statistique :

• Hypothèse et résultats théoriques :

………

……….

• Comparaison des résultats (test de χ2 si nécessaire) :

………

• Conclusion :

……….