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Bien que l'hétérosis soit observé chez de très nombreuses espèces de plantes, ce phénomène de pouvoir hybride est utilisé même dans un nombre de cultures relativement réduit. La raison en est due aux difficultés de production de semences hybrides associées à la structure et à la forme des organes reproducteurs chez certaines espèces.

En déchirant les épis de maïs, qui est une plante monoïque, il est facile de retirer les organes reproducteurs mâles des formes parentes et d’obtenir ainsi un nombre suffisant de graines hybrides. Cependant, la castration des anthères de tournesol, de riz et de blé à fleurs bisexuées est difficile et peu économique à mener. Par conséquent, pour la production de semences hybrides, des méthodes appropriées sont nécessaires, dont la méthode d'utilisation de la stérilité mâle est actuellement considérée comme la plus efficace.

Stérilité masculine

La stérilité masculine est un phénomène associé à la production de pollen de plantes, non susceptible de fécondation. Elle résulte du sous-développement complet des organes reproducteurs mâles (anthères) ou des cas où les microspores normales ne se forment pas et où le pollen devient non fonctionnel ou stérile chez les anthères normalement développés en raison de troubles de la méiose.

Il existe trois types de stérilité masculine déterminée génétiquement:
1) la stérilité masculine, génétique ou nucléaire, due à l'action d'un ou de plusieurs gènes des chromosomes;
2) stérilité cytoplasmique masculine due à des facteurs extrachromosomiques ou à un gène plasmatique;
3) stérilité masculine cytoplasmique-nucléaire due à l'action des deux facteurs.

Parmi ces types de stérilité, la stérilité mâle cytoplasmique était la plus appropriée pour la sélection végétale.

Stérilité masculine cytoplasmique (cs)

Ce type de stérilité se produit spontanément dans le maïs, la betterave à sucre, la carotte, l'oignon, le poivron, les légumes et autres plantes. Les sources de stérilité masculine cytoplasmique actuellement utilisées proviennent principalement de croisements entre différentes espèces (blé, riz, tabac, haricots communs, légumineuses, etc.) ou même de croisements entre différents genres (Aegilops ssp. X Triticum ssp.).

Quand une plante croise une stérilité mâle cytoplasmique et des plantes présentant une fertilité mâle, une progéniture présentant une stérilité mâle est obtenue. Cela montre que les plasmagènes du cytoplasme sont responsables du caractère csm. Ils ne sont transmis à la progéniture que par les œufs, car la forme paternelle ne transmet que le noyau par le biais des grains de pollen et ne peut donc pas induire de stérilité mâle dans la progéniture. Il a en outre été établi que la stérilité masculine cytoplasmique en tant que telle ne pouvait pas être utilisée indépendamment dans la sélection des hybrides hétérotiques, car lors du croisement des lignées cs avec d'autres lignées, des hybrides F1 stériles sont obtenus. Dans les oignons et autres plantes, où des parties végétatives sont utilisées à partir de F1, cela ne présente pas de difficulté particulière, mais vous ne pouvez pas utiliser de cms dans le tournesol, le maïs et d’autres plantes dont les produits principaux sont les graines. Par conséquent, la lignée paternelle (pollinisateur) doit contenir les gènes de réduction de la fertilité masculine, appelés gènes Rf, pour que les plantes F1 produisent des graines.

La production d’hybrides à l’aide de cim-lines peut être représentée sous la forme du schéma technologique suivant:
1) le transfert de la caractéristique du cis de la ligne qui servira de forme parentale;
2) la maintenance de la ligne CMS (ligne A) et de son agent réduisant la fertilité, ou analogue (ligne B);
3) le transfert du gène pollinisateur de la lignée Rf (lignée R);
4) production de semences hybrides en les faisant alterner dans les rangées A et R.

Une fois que la fonction cms est sélectionnée, elle est transmise à la lignée ou à la variété correspondante à l’aide de la méthode de croisement arrière. Au moins six croisements réciproques de la ligne cs du père reçoivent une ligne A contenant tous les signes de la ligne père et un signe supplémentaire du cis. Le maintien de la ligne A est obtenu en la croisant avec une ligne de base qui n'a pas de cim (ligne B), qui est en réalité sa ligne isogénique, ou une contrepartie fertile.

Depuis toutes les lignes normales, c.-à-d. ceux qui n'ont pas de sperme, ne portent pas de gènes réduisant la fertilité (gènes Rf), il est nécessaire de trouver de telles lignées contenant ces gènes. Ils se trouvent généralement dans des parties du matériel du même type que le matériel du cim, mais dans certains cas, ces gènes peuvent être transférés même en croisant différentes espèces, telles que le transfert du gène Rf de Triticum timopheevi à Tr. aestivum. Le transfert des gènes Rf aux lignées pollinisatrices (lignées R) est également effectué au moyen de rétrocroisements, ce qui est nécessaire chez les espèces utilisées pour obtenir des graines. Dans le même temps, les espèces qui utilisent des parties végétatives (oignons, herbe) n'ont pas besoin de lignées pollinisatrices avec le gène Rf.

Si le ou les gènes Rf sont situés sur les chromosomes de la lignée pollinisatrice, cela signifie que la lignée csm, ainsi que le cytoplasme stérile, contient également des gènes nucléaires incapables de restaurer la fertilité, c'est-à-dire gène (ou gènes) rf. La production de semences hybrides basée sur la stérilité mâle cytoplasmique est schématisée à la figure 16.1.

La production de semences hybrides à base de cis cache beaucoup de difficultés. Le signe même de la stérilité masculine ne se manifeste pas pleinement, car même dans les lignes A, par exemple, un certain nombre de plantes fertiles apparaissent. Les gènes rf peuvent être fortement influencés par des facteurs environnementaux. Même les plantes F1 ne sont donc pas complètement fertiles, ce qui réduit l'effet de l'hétérosis. Parallèlement aux changements survenant dans les lignes A et R, il existe souvent un affaiblissement de la résistance aux agents pathogènes par rapport à leurs équivalents normaux, etc.

Stérilité masculine nucléaire

Chez la plupart des espèces, nucléaires ou génétiques, plus précisément gènes, la stérilité masculine est due à un gène récessif (sorgho, haricot commun), mais elle peut également être contrôlée par un grand nombre de gènes (orge, tomates). Puisque nous parlons de gènes qui se trouvent dans les chromosomes, dans la progéniture des lignées maternelle et paternelle, il se produit une scission et le processus de production de la production de semences hybrides diffère de celui basé sur le csm (Fig. 16.2).

Les difficultés liées à l'utilisation de la stérilité masculine nucléaire sont les suivantes: premièrement, les plantes fertiles doivent être éliminées avant la floraison, afin de ne pas polliniser les plantes mâles stériles, car cela réduit l'effet de l'hétérosis; deuxièmement, en raison de la prédominance du gène de fertilité mâle (Ms), il est nécessaire de cultiver deux fois plus de plantes que nécessaire pour la production de semences (toutes les plantes Msms sont éliminées).

Essayant de surmonter ces difficultés, Remedge a appliqué à l'orge le système dit équilibré de trisomique tertiaire, ou système HTT. Sa signification est d'obtenir des plantes trisomiques avec un chromosome supplémentaire, y compris un segment de deux chromosomes non homologues. Le chromosome accessoire est le porteur du gène Ms et les deux homologues normaux du chromosome contiennent les gènes ms. Le chromosome supplémentaire n'est pas transmis à la descendance de la lignée paternelle. La progéniture de la plante trisomique est divisée en

70% de la maladie (diploïde, toujours mâle-stérile, msms) et

30% trisomique (fertile, msmsms). Ramge a réussi à transférer le gène marqueur de la coloration anthocyanique sur le chromosome supplémentaire, ce qui a permis de distinguer les plantes stériles des plantes fertiles. Cependant, cette méthode n’est pas largement utilisée dans la pratique car elle est assez compliquée. De plus, les plantes HTT sont affaiblies et produisent moins de graines que les normales.

Stérilité masculine fonctionnelle

Avec ce type de stérilité mâle, les plantes produisent du pollen normal, mais le mécanisme d'ouverture des anthères est brisé et les grains de pollen ne sont pas libérés par les anthères. Néanmoins, la stérilité masculine fonctionnelle peut être utilisée avec succès pour obtenir des graines hybrides.

Les plantes présentant une stérilité masculine fonctionnelle servent de formes parent-parent, elles n'ont pas besoin d'éliminer les anthères. Une autre ligne est considérée comme une forme paternelle et il n'est pas nécessaire qu'elle contienne des gènes réduisant la fertilité.

Ce type de stérilité se retrouve dans les tomates, les aubergines, les mûres et certaines autres espèces. En Bulgarie, sur la base de la stérilité masculine fonctionnelle, plusieurs hybrides de tomates ont été créés.

Induction chimique de la stérilité masculine

Dans les plantes à fleurs bisexuées, où il est difficile d'obtenir des formes avec une stérilité mâle cytoplasmique ou nucléaire et où l'élimination mécanique des anthères n'est pas rentable, le pollen a tendance à être stérile par voie chimique sans endommager le pistil et l'ovaire.

Des produits chimiques tels que l'etrel (acide 2-chloroéthane phosphorique) ou le Mendoc (2,3-dichloroisobutyrate) se sont avérés stérilisants pour le pollen de blé, de riz et de betterave à sucre; l'acide gibbérellique (qui est en outre un facteur de croissance) a le même effet sur la laitue, les oignons, le tournesol, etc. Toutes ces substances sont appelées le terme commun gamétocides.

Une induction réussie de la stérilité masculine à l'aide de gamétocides permettrait de réduire les coûts et d'accélérer la production commerciale de semences hybrides sans recourir à une longue procédure de transfert du gène plasmatique cm et du gène Rf. Cependant, les gamétocides modernes ont un certain nombre d'effets négatifs. Tout d'abord, ils causent une stérilité incomplète des grains de pollen; En outre, leur activité dépend des doses et du calendrier des traitements, qui doivent être répétés plusieurs fois au cours de la saison de croissance. Les gamétocides endommagent également les organes génitaux féminins, entraînent la déformation des plantes elles-mêmes et l'allongement de la période végétative. Pour toutes ces raisons, ils n'ont pas encore reçu une large reconnaissance dans la pratique, mais les travaux sur la création de nouveaux gamétocides et sur l'amélioration des méthodes pour leur application se poursuivent.

http://www.spec-kniga.ru/rastenievodstvo/principy-i-metody-selekcii-rastenij/ispolzovanie-geterozisa-poluchenie-geterozisnyh-gibridov-i-muzhskaya-sterilnost.html

Stérilité masculine cytoplasmique

La stérilité du pollen causée par des facteurs cytoplasmiques est appelée stérilité masculine cytoplasmique (CMS). CMS tire son nom parce que ce trait est hérité par la lignée maternelle, par le cytoplasme de l'ovule, et n'est pas transmis par le sperme, c'est-à-dire par le parent mâle. Les CMS sont apparus au cours de l'évolution des plantes à fleurs et se manifestent généralement spontanément dans les populations de plantes. Elle est causée par certaines relations nucléaire-cytoplasmique et se traduit par la dégénérescence de la plupart des grains de pollen et des anthères à certains stades de leur développement.

Chez de nombreuses espèces, c'est le plus clairement indiqué pour le maïs, le signe du CMS ou les propriétés stérilisantes du cytoplasme sont codés dans le génome mitochondrial et, dans certaines espèces végétales, le CMS est associé au génome du plastide. Cette question n’est pas tout à fait claire, car certains chercheurs pensent que la CMS est due à sa nature virale.

Actuellement, ce phénomène a été constaté chez des centaines d'espèces végétales et est utilisé en association avec l'hétérosis pour produire des semences hybrides de première génération selon le principe de la restauration. En règle générale, la lignée paternelle porte les gènes dominants et rétablit la fécondité lors de l'hybridation de masse. Ainsi, en semant des graines hybrides, il est possible d'obtenir une descendance hétérotique et des graines fertiles, donnant un rendement élevé de la plante.

Cette caractéristique a été très clairement étudiée dans le maïs où, ayant une source de stérilité - une lignée stérile, il est possible de traduire toute lignée féminine sur une base stérile en croisant par saturation inverse, c’est-à-dire par le rendre stérile. Conditions génétiques pour obtenir une lignée stérile - la présence de gènes mutants récessifs rf, rf2 dans un état homozygote et leur connexion dans un zygote avec cytoplasme stérilisant. Les plantes de ce type forment du pollen abortif, alors que leurs ovules sont parfaitement normaux et fertiles.

Selon les caractéristiques génétiques et les réactions aux différentes lignées renforçant le signe de CMS chez la progéniture, et aux lignées rétablissant la fertilité, ainsi que la nature et le moment de l'avortement du pollen, on distingue différents types de stérilité: type Texas-T, type moldave-M, "C" - stérilité du pollen dans le maïs, etc.

Différents types d'aegilops et des types de blé tels que T. timopheevi, T. zhukovskyi, T. timonovum, T. araraticut, T. dicoccoides inf. La restauration de la fertilité chez le blé est réalisée par le système polygénique des principaux facteurs et des gènes modificateurs.

Un signe cytologique caractéristique du développement du pollen stérile pour la plupart des plantes est l'apparition de processus destructeurs dans la période post-méiotique, c'est-à-dire immédiatement après la libération des microspores du tétrado callose. Chez le maïs, en particulier la stérilité de type Texas, cela se traduit par une vacuolisation anormale du cytoplasme des microspores et par l'absence de développement d'une vacuole centrale; différenciation mitose ne se produit pas. Avec d'autres types de stérilité, tels que le type S chez le maïs, le développement se déroule avant la formation d'un grain de pollen à 2 cellules, puis dégénère.

Une étude embryologique détaillée de CMS chez le blé a révélé que la phase de vacuolisation des microspores est la plus vulnérable au développement du grain de pollen.

L'étude de la cytologie masculine de la stérilité chez diverses plantes cultivées a montré que le processus de stérilisation des grains de pollen chez l'anthère se produit de manière asynchrone. Pour les grains de pollen avec CMS, vacuolisation anormale des cellules génératives et végétatives, l'hydratation du caryoplasme du noyau de la cellule végétative, la perturbation du mouvement de la cellule générative, la perturbation du mouvement des noyaux dans la microspore et la cellule végétative sont caractéristiques. En outre, dans le pollen de la CMS, il y a une diminution de la quantité d'amidon, ainsi qu'une pycnose des noyaux et du cytoplasme.

Un signe caractéristique du développement d'anthères avec CMS est un retard dans la lyse de la couche de cellules tapétales. Pour de nombreuses plantes avec CMS, il est caractérisé par une hypertrophie, une croissance multicœur et active du nid d'anthères dans la cavité. Ceci est observé dans le blé, le sorgho, le tournesol, la betterave à sucre, etc.

Toutes ces violations conduisent au fait qu’au moment de la maturation du pollen chez le maïs, le blé, le seigle, l’orge et d’autres espèces végétales de la CMS, il existe une masse de grains «vides» (sans cytoplasme ni noyau) dans les anthères dégénératives.

Des travaux intensifs sont actuellement en cours pour étudier la nature génétique, cytologique et embryologique de la CMS. Ce phénomène s’applique à toutes les nouvelles espèces de plantes cultivées et est largement utilisé dans les pratiques de sélection et de production de semences pour la production en série de semences hybrides de la première génération.

Dans l’étude de la CMS, il convient de rappeler que l’anthère est un système complexe complexe dans lequel le développement du pollen est étroitement lié aux tissus environnants (paroi de l’anthère). Ce phénomène devrait donc être étudié grâce aux efforts de différents spécialistes - généticiens, sélectionneurs, cytologistes et nécessairement embryologues.

http://www.activestudy.info/citoplazmaticheskaya-muzhskaya-sterilnost/

Question Stérilité masculine cytoplasmique.

La stérilité masculine survient en l'absence de pollen ou est incapable de fécondation et se manifeste sous trois formes principales:

· Les organes générateurs mâles - étamines - ne se développent pas du tout (on l'observe dans les plantes de certains types de tabac);

· Les anthères sont formés dans les fleurs, mais leur pollen n'est pas viable (dans le maïs);

· Le pollen se forme normalement dans les anthères, mais ils ne se fissurent pas et le pollen ne tombe pas sur le stigmate; C'est un phénomène très rare parfois observé chez certaines variétés de tomates.

La stérilité masculine peut être déterminée génétiquement par les gènes de stérilité du noyau et de l'interaction de gènes nucléaires et de plasmogènes. Conformément à cela, il existe deux types de stérilité masculine: nucléaire ou gène et cytoplasmique.

La stérilité nucléaire est causée par des mutations des gènes chromosomiques ms. En raison du fait que les gènes de stérilité sont récessifs et que les gènes de fertilité sont dominants, ce type de transmission de la stérilité provient du croisement de la stérilité de plantes avec toutes les plantes fertiles.1 sont fertiles (msms x MsMs Msms), et en F2 le fractionnement en formes fertiles et stériles dans un rapport de 3: 1 dans les générations suivantes, le nombre de plantes stériles résultant de ce croisement diminue continuellement. De nos jours, des méthodes d'utilisation de la stérilité génétique pour la production d'hybrides hétérotiques de coton, de tournesol et de certaines autres cultures sont en cours de développement.

La stérilité masculine cytoplasmique (CMS) repose sur l'interaction entre les gènes du noyau (chromosomes) et les gènes ou déterminants situés dans le cytoplasme.

La raison pour laquelle CMS se situe dans le cytoplasme.

Le cytoplasme contenant les gènes de stérilité masculine est désigné par le symbole S, le cytoplasme n'entraînant pas la stérilité masculine, par le symbole N.

L'action du cytoplasme "stérile" dépend de la présence dans le noyau cellulaire d'allèles de gènes réduisant la fertilité, désignés par le symbole Rf-rf.

Le cytoplasme stérile provoque la stérilité des organes générateurs mâles d'une fleur si un gène rf récessif - un agent réduisant la fertilité - est présent dans le noyau de la cellule.

L'allèle dominant Rf supprime (inhibe) l'action des gènes cytoplasmiques de la stérilité masculine.

Tableau 7 - Héritage CMS

Ainsi, en fonction des gènes qui contrôlent la fertilité masculine, les types suivants de constitution idiotypique de lignées auto-pollinisées sont possibles:

Les lignées fertiles et les variétés capables de maintenir cette stérilité chez la progéniture lorsqu'elles sont croisées avec une forme stérile sont appelées fixateurs de stérilité.

Lignes et variétés qui rétablissent la fertilité de la progéniture de plantes avec CMS, appelées agents réduisant la fertilité

Il existe des formes de type intermédiaire qui, lorsqu'elles sont croisées avec des plantes stériles, donnent naissance à une descendance constituée d'un mélange de plantes stériles et fertiles dans certaines proportions quantitatives, appelées semi-régénérateurs de fertilité.

Types de CMS

Trois types de CMS ont été établis pour le maïs: Moldovan (M), Texas (T) et Brésilien (type C). L'utilisation d'un type prédominant de CMS n'est pas souhaitable, car l'uniformité des hybrides sur n'importe quelle base, y compris le cytoplasme, augmente le risque de propagation massive de maladies. Ainsi, en 1970, aux États-Unis, 85% de toutes les superficies consacrées au maïs étaient occupées par des plantes dotées du CMS de type T. Cela a contribué à la prolifération de la race spécifique nocive des helminthospores du Sud (Helminthosporium maidis), à laquelle les plantes présentant un cytoplasme T étaient particulièrement sensibles en raison de la structure spécifique de leurs mitochondries. Après des épiphytoses de cette maladie en 1970, les États-Unis, ainsi que dans d’autres pays, ont abandonné l’utilisation du CMS de type T pour revenir à la production de semences hybrides en supprimant les panicules sur les sites d’hybridation. Dans le même temps, cette expérience a stimulé l’extension du travail avec CMS. Un nouveau type de CMS a été sélectionné et inclus dans le travail de sélection - le type C, provenant d'une variété de maïs local du Brésil. Des méthodes sont en cours d’élaboration pour l’utilisation de la stérilité mâle génétique dans la production de semences.

CMS de type moldave

Les panicules forment, à un degré plus ou moins grand, des anthères qui sortent souvent des épillets mais ne sont pas divulgués. Le pollen ridé non viable se forme en eux. Cependant, parfois sous l’influence de certaines conditions extérieures, les plantes de ce type peuvent produire de petites quantités de pollen viable.

Texas Type CMS

La manifestation de la stérilité est moins susceptible aux conditions environnementales. Oui, et cette caractéristique s’exprime beaucoup plus: les anthères sont fortement dégénérées, sortent rarement des épillets et, si elles sortent, elles ne sont pas révélées.

CMS de type bolivien

Il ne convient que pour la production d'hybrides simples, car la stabilité écologique de la stérilité masculine est plutôt faible.

L'utilisation généralisée de CMS dans la production de semences d'un certain nombre de plantes cultivées a été rendue possible car elle ne provoque généralement pas de diminution de la productivité des plantes. Dans le même temps, dans le maïs, la CMS entraîne une légère diminution de la hauteur de la plante aux derniers stades de développement, principalement en raison de la longueur de la patte paniculaire, d'une diminution de la hauteur de l'attache en torchis, du nombre total de feuilles sur la tige principale et de leur nombre depuis l'unité de fixation en torchis, du nombre de rameaux des panicules. Dans certaines conditions de croissance, en particulier lorsque les plantes sont différentes, le cytoplasme stérile peut également affecter la productivité des hybrides.

Dans certains cas, lorsque la stérilité est créée sur le cytoplasme d’une espèce lointaine ou sauvage avec une hybridation distante, il n’est pas toujours possible, en saturant des croisements, d’obtenir une transmission par CMS sans modifier les rendements et autres signes et propriétés de l’espèce saturante.

http://lektsii.org/12-68665.html

Stérilité masculine cytoplasmique

La stérilité mâle cytoplasmique (CMS) a été établie chez de nombreuses espèces de plantes à fleurs. Il est préférable d’étudier le maïs.

La stérilité masculine a été découverte pour la première fois par K. Correns en 1904 dans une sarriette aux plantes de jardin. En 1921, V. Batson le trouva dans le lin et en 1924, le généticien américain D. Jones, dans l'oignon, en 1929, A.I. Marchands - dans le tournesol.

En 1932, M.I. Hadzhinov et en même temps indépendamment de lui le généticien américain M. Rhodes ont découvert des plantes stériles mâles dans le maïs. Plus tard, il a été constaté que la stérilité masculine est largement répandue parmi les plantes à fleurs.

La stérilité masculine survient en l'absence de pollen ou d'incapacité à féconder et se manifeste sous les trois formes principales suivantes:

1. Organes génitaux masculins - les étamines ne se développent pas du tout; Un phénomène similaire est observé dans les plantes de certains types de tabac.

2. Les anthères sont formés dans les fleurs, mais le pollen qu’elles contiennent n’est pas viable; Cette forme de stérilité est la plus courante dans le maïs.

3. Le pollen normal se forme dans les anthères, mais ils ne se fissurent pas et le pollen ne tombe pas sur le stigmate; C'est un phénomène très rare parfois observé chez certaines variétés de tomates.

La stérilité masculine peut être déterminée génétiquement par les gènes de stérilité du noyau et de l'interaction de gènes nucléaires et de plasmogènes. Conformément à cela, il existe deux types de stérilité masculine: nucléaire (NMC ou HMS) et cytoplasmique (CMS). La stérilité nucléaire est causée par des mutations de gènes chromosomiques. En raison du fait que les gènes de stérilité sont récessifs et que les gènes de fertilité sont dominants, ce type de stérilité consiste à croiser des formes stériles avec des plantes fertiles F1 sont fertiles et en fa2 il y a fractionnement en formes fertiles et stériles dans un rapport de 3: 1; dans les générations suivantes, le nombre de formes stériles diminue continuellement.

PP ♀ stérile × ♂ fertile

Lors de la pollinisation de plantes de maïs présentant une stérilité mâle avec le pollen de plantes normales, la progéniture était produite avec du pollen stérile. Avec des croisements réciproques répétés avec des plantes au pollen normal, la progéniture présentant une stérilité mâle est réapparue, même si les 10 chromosomes de la lignée maternelle sont remplacés par les chromosomes de la lignée paternelle normale.

PP ♀ stérile × ♂ fertile

♀Fβ1 stérile × ♂ fertile

Pour expliquer les causes de la CMS, trois hypothèses ont été avancées. L'un d'entre eux, connu sous le nom de virus, relie la survenue d'une stérilité masculine à une infection virale pouvant être transmise pendant la reproduction sexuée à travers le cytoplasme de l'œuf.

La seconde hypothèse considère l’émergence de CMS comme le résultat d’une inadéquation entre le cytoplasme et le noyau d’espèces différentes au cours d’une hybridation à distance.

La troisième hypothèse considère le CMS comme le résultat de mutations spécifiques du plasmogène. On peut affirmer que la CMS est due à des modifications héréditaires (mutations) du cytoplasme. Il est généralement entièrement conservé en fa1 et des générations suivantes, est transmise de manière stable par la lignée maternelle et les facteurs héréditaires qui la provoquent ne se trouvent pas dans les chromosomes du noyau.

À la suite de l'étude et de la synthèse de matériel expérimental sur la transmission de la stérilité masculine, l'idée est née que cette propriété est due à l'interaction du cytoplasme et des gènes des chromosomes qui composent le système génétique. Le cytoplasme, qui détermine la stérilité du pollen, a été désigné par Cyt S, et le cytoplasme, qui donne une plante au pollen fertile, Cyt N. Il existe un gène Rf dominant situé dans les chromosomes (à partir des lettres initiales rétablissant la fertilité - rétablissant la fertilité), qui ne modifie pas la structure et la spécificité du cytoplasme stérile, mais empêche également sa manifestation (RFS-42). Les plasmogènes de stérilité masculine ne montrent leur effet qu’en combinaison avec les allèles récessifs de ce gène. Par conséquent, seule une combinaison de Cyt S rf rf peut déterminer le développement de la stérilité masculine. Le pollen fertile est formé sur la base du cytoplasme normal en combinaisons - Cyt N Rf Rf, Cyt N Rf rf et Cyt N rf rf et sur la base du cytoplasme stérile en combinaisons Cyt S Rf Rf et Cyt S Rf. Ainsi, l'héritage CMS à travers la lignée maternelle n'est possible que dans les croisements des lignées suivantes (Fig. 42):

PP ♀ Cit Srf rf × ♂ Cyt N rf rf

gamètes: ♀ Quittez S rf rf

La ligne Cyt N rf rf s'appelle un fixateur de stérilité.

PP ♀ Cit Sfrf rf × ♂ Cit N (S) Rf Rf

gamètes: ♀ cit Sf Rf

Les lignes Cyt S Rf Rf et Cyt N Rf Rf sont appelées agents réduisant la fertilité. Le croisement des lignes stériles avec les plantes Cyt N Rf rf et Cytes S Rf rf donne la moitié des plants de pollen stériles et des fertiles moitié. De telles plantes peuvent être appelées semi-engrais.

Nous avons analysé le cas le plus simple d'héritage de stérilité, qui est associé à l'interaction de plasmogènes génétiques de stérilité (Cyt S) et d'un couple allélique de gènes, rf, rf. Des systèmes génétiques CMS plus complexes ont été étudiés, associés à la manifestation de la stérilité du pollen avec deux et trois gènes.


Le CMS est très largement utilisé pour créer des hybrides hétérotiques de maïs, de tournesol et d'autres cultures sur une base stérile.

Dans le maïs, la plupart des lignées existant dans la nature ont le génotype cyt N rf rf, c’est-à-dire qu’elles sont des agents stérilisants. Cependant, à l’aide de croisements saturants, ces lignées peuvent être converties en analogues stériles ou en agents réduisant la fertilité.

La préparation d'un analogue stérile est possible comme suit:

PP ♀ Cit Srf rf × ♂ Cyt N rf rf

gamètes: ♀ Quittez S rf rf

En f1 50% des signes du donneur et 50% de la ligne du receveur. Il est nécessaire de supprimer les signes de la ligne donneuse (sauf Cit) S et de les remplacer par des signes de la ligne receveuse. Pour ce faire, dépensez 5-6 croix de retour:

stérile fertile (receveur)

gamètes: ♀ cit rf, rf

1 Citations S rf rf (75% des traits du destinataire

stérile et 25% du donneur)

6 Citations RSF (> 99% des signes de la ligne

receveur stérile et donneur ≈1%)

Après six saturations, nous obtenons un analogue stérile (CytSrf rf) de la lignée fertile (Cyt N rf rf).

L’analogue stérile est une lignée semblable dans toutes les indications à la forme originale, mais qui a la propriété de stérilité masculine cytoplasmique (CMS).

Traverser, conduisant à la restauration de la fertilité, s’écrit:

PP ♀ Cit S Rf Rf × ♂ Cyt N rf rf

gamètes: ♀ cit S Rf, rf

Par la méthode de saturation des croisements et de sélection de la fertilité sur le fond du cytoplasme avec des plasmogènes de stérilité mâle, nous obtenons un analogue réducteur (Cyt S Rf Rf) de la lignée fertile Cyt N rf. En même temps, en tant que donneur de gènes responsables du rétablissement de la fertilité, on prend toute lignée fertile comportant des gènes nucléaires dominants dans le contexte de la stérilité plasmatique masculine.

fertile fertile (receveur)

gamètes: ♀ cit S Rf, cit S rf, rf

1 Cyt S Rf rf + Cyt S rf rf - rejet de stériles

formes stériles fertiles

Pour transférer des gènes d'un état hétérozygote à un état homozygote, une double autopollinisation doit être effectuée:

PP ♀ cit S rf rf x ♂ cit s rf rf

gamètes: ♀ cit S Rf, cit S rf Rf, rf

F2 Cit S Rf Rf + 2 Cit S Rf rf + Cit S rf rf

fertile fertile stérile

La lignée avec le génotype cyt S Rf Rf est un analogue de la lignée cyt N rf rf. Analogue - agent réducteur est une ligne, avec un complexe de caractéristiques similaires à cette forme, mais possédant des gènes dominants - réduisant la fertilité.

Les plasmogènes de stérilité mâle produisent un effet pléiotrope: le nombre de feuilles diminue, la résistance à certaines maladies diminue.

Les tâches

1. Après avoir établi, selon les données sur les escargots F3, génotypes d'escargots F2 expliquer ce qui nous donne un ratio de 3: 1 pour découvrir la base génétique de la tortuosité dextre et sinistrale des carapaces de cette espèce?

2. Quelles données pouvez-vous présenter en faveur du fait que la sensibilité au CO2 chez la drosophile due à un virus, pas à un gène chromosomique normal?

3. Expliquez pourquoi les coquilles de tous les escargots F2 avait une boucle dextre, bien que, comme le montre une analyse de F3, environ ¼ de tous les individus F2 étaient homozygotes pour le bluestrast shell curl?

4. Les feuilles du muflier peuvent être vertes, blanches et panachées. Les croisements suivants ont été effectués:

♀ vert × ♂ blanc; ♀ vert × ♂ hétéroclite;

♀ blanc × ♂ vert; ♀ blanc × ♂ panaché;

♀ panaché × ♂ blanc; ♀ panaché × ♂ vert;

Déterminer le phénotype F1 de chaque croix.

5. Parmi les génotypes de lignées de maïs, dont la formule génétique est donnée ci-dessous, lesquels ont la stérilité, l’assurance et la capacité de restauration de l’homme?

6. Pour le maïs de la lignée A qui présente une stérilité mâle, les hybrides à panicules stériles apparaissent avec la lignée B. Du croisement de la ligne A à la ligne B, des hybrides fertiles apparaissent. En croisant la ligne B avec la ligne B, seules les plantes fertiles des première et deuxième générations hybrides sont obtenues. Déterminer les génotypes de ces lignées.

7. Du croisement de la lignée A à la stérilité mâle et de la lignée B, les hybrides de la première génération sont obtenus avec des panicules stériles. Du croisement de la ligne A à la ligne B, des hybrides fertiles apparaissent. Du croisement de la ligne B à la ligne B, des hybrides fertiles sont produits, se scindant en F2 plantes avec stérilité mâle. Déterminer le génotype des lignes A, B, B.

8. Un plant de maïs avec une panicule stérile a été pollinisé avec du pollen d'un plant fertile. En f1 les plantes fertiles sont apparues et en F2 - 78 normales et 26 - avec des panicules stériles. Ecrire des croix en utilisant le symbolisme génétique.

9. Multipliez les semences de la lignée de maïs présentant une stérilité cytoplasmique. Quel génotype les plantes de la lignée mâle paternelle doivent-elles avoir pour pouvoir1 de nouveau ont été obtenus des semences portant la stérilité mâle dans le génotype?

10. Croisez les lignées de maïs stériles avec des plantes fertiles des génotypes suivants: Cyt S Rf rf, Cyt N Rf rf, Cyt N Rf Rf et Cyt S Rf Rf. Déterminer le rapport entre les plantes stériles et fertiles et F1 et en f2.

Date d'ajout: 2015-01-02; Vues: 2229; ECRITURE DE TRAVAUX

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Stérilité masculine nucléaire et cytoplasmique. Formulaires CMS.

Il existe 2 types de stérilité masculine (non-viabilité du pollen):

· Stérilité masculine ou nucléaire (déterminée par des gènes nucléaires). Elle est causée par les gènes du noyau et est héritée conformément aux lois du MNedel.

· Stérilité masculine cytoplasmique (déterminée par les mutations de l'ADNmt). En raison de l'interaction de gènes nucléaires et de plasmogènes, il n'est transmis que par la lignée maternelle.

La stérilité masculine a été découverte pour la première fois en 1904. Les cornets ont une sarriette dans une plante de jardin. À ce jour, la CMS a été établie dans plus de 300 espèces. La plupart d'entre eux ont été obtenus expérimentalement par hybridation interspécifique et intergénérique. Les plantes avec CMS d'origine hybride comprennent le lin, le tabac, le blé, le riz, le coton, les pommes de terre, la tomate, l'orge, etc.

Des cas de CMS spontanés sont enregistrés chez 21 espèces, dont 19 sont peremosnikami et seulement 2 (haricots fourragers et orge) sont auto-pollinisateurs. Dans les légumineuses fourragères et les formes d'orge avec CMS identifiées dans les cultures des échantillons, caractérisées par un type de floraison ouvert. Les plantes à CMS spontané comprennent le maïs, le sakh.svekla, le chêne, les carottes, le sorgho, le mil, le seigle, le tournesol, etc.

Le maïs est l'une des premières plantes dans lesquelles la stérilité masculine cytoplasmique a été découverte. Cette culture distingue 3 types de stérilité: moldave, texane et brésilienne. La CMS est déterminée par les caractéristiques du cytoplasme, causées par des mutations de certains gènes mitochondriaux. CMS est associé à des mutations d'ADNmt.

Dans le maïs avec une CMS basée au Texas, le gène mitochondrial T – surf 13 a été détecté, ce qui détermine la formation de la protéine de 13 kD. Le gène codant pour cette protéine est formé à partir de fragments de gène de l'ARN codant pour le ribosome d'origine.

Dans le riz de type CMS –bo de type CMS (Chinsurah boro), la présence d'une copie modifiée supplémentaire du gène atp6: β –atp6 dans l'ADNmt, et dans les haricots (Phaseolus vulgaris et Phaseolus coccineus spp.), La région d'ADNmt, qui est à l'origine de CMS, est constituée de deux gènes: orf98 et orf239. Le produit du gène orf239 ne se trouve que dans les tissus génératifs.

Dans le radis avec CMS, le gène orf105 se situe à la fin de 5 /, ce qui viole la structure du cadre de lecture du gène atp6 et provoque CMS.

Le cytoplasme chez les plantes stériles est désigné cyt S et, normalement, avec le pollen fertile, cyt N. Le cytoplasme stérile n’exerce son action qu’en association avec les gènes chromosomiques récessifs à l’état homozygote. Si le gène se trouve à l'état dominant (Rf), la spécificité du cytoplasme stérile ne se manifeste pas et la plante forme un pollen fertile. La structure génétique des plantes présentant un type de stérilité moldave, dans laquelle le trait est dû au cytoplasme et à une paire de gènes, est la suivante:

1. Cyt S rfrf pollen stérile

2. pollen fertile cyt sfrfrf

3. Cyt S Rfrf Pollen fertile

4. Cyt N rfrf pollen fertile

5. Cyt s rfrf pollen fertile

6. Pollen fertile Cyt S RfRf

La découverte de CMS a permis d'utiliser le phénomène de l'hétérosis dans la production de cultures telles que le sorgho, les oignons, les tomates, le tournesol, le riz, etc., dans lesquelles la castration manuelle des fleurs est obligatoire pour obtenir des hybrides, est presque impossible

Le type de stérilité du Texas était lié à l’instabilité de gelmintosporiozu. La production de semences d'hybrides de maïs est actuellement réalisée dans des types de cytoplasme moldaves et brésiliens, mais pas au Texas.

45. Hétérose. Définition, découverte et ses lois principales. Types d'hétérosis selon Gustafson.

Hétérosis (du grec. - Changement, transformation) - le phénomène de supériorité des hybrides de la première génération sur divers motifs, par rapport aux formes parentales (le terme hétérosis a été proposé par Shell en 1914)

Pour les plantes (selon Gustafson), il existe trois types d'hétérosis:

Avec l'hétérosis somatique, la première génération hybride dépasse les formes parentales dans la masse des plantes. L'hétérose reproductive détermine la supériorité F1 sur la productivité des semences. Et l'hétérosis adaptatif se manifeste par une résistance accrue des hybrides aux facteurs environnementaux défavorables.

Pour la première fois, le phénomène de l'hétérosis a été décrit par Kelreiter (1761-1766), qui a étudié les hybrides de tabac. Il a tiré trois conclusions intéressantes qui ont ensuite été confirmées:

· L'ampleur de l'hétérosis dépend du degré de différence entre les formes parentales.

· Le pouvoir hybride (hétérosis) revêt une importance particulière dans l'évolution.

· D'un point de vue pratique, l'énergie hybride est d'une grande valeur pour les forestiers

Darwin dans son travail «l'effet de la pollinisation croisée et de l'auto-pollinisation dans le monde végétal» a montré l'avantage des hybrides par rapport aux non-hybrides, en particulier chez le maïs. Une théorie génétique de l'hétérosis n'a pas encore été créée, car de nombreux mécanismes dans la manifestation de l'hétérosis ne sont pas clairs.


46. ​​Hypothèse de surdominance, expliquant le phénomène d'hétérosis (ou hétérosis monohybride).

Cette hypothèse, indépendamment l'une de l'autre, a été formulée par Shell et East en 1908. Son essence est que l'hétérosis est l'effet de l'interaction d'un couple de gènes hétérozygotes.

L'hypothèse au-delà de la domination se distingue des deux premières positions:

· Les deux allèles sont actifs;

· Il est impossible de fixer (même théoriquement) l'hétérosis, c'est-à-dire d'obtenir un homozygote ayant le même effet qu'un hétérozygote avec superdominance.

Une confirmation définitive de cette hypothèse a été la découverte du soi-disant hétérosis monogénique. Les exemples suivants donnent une idée de ce type d'hétérosis.

Action supplémentaire des allèles: le maïs, comme le montre Stadler (1942), a plusieurs allèles R? Détermination de la pigmentation de différentes parties de la plante. Une plante hétérozygote pour ces allèles est toujours plus pigmentée qu’homozygote:

R g R g - aleuron est peint, les anthères ne sont pas peintes

.r r r r - aleuron n'est pas peint, les anthères sont peintes

R g r r - aleuron est coloré, les anthères sont colorés.

Moyens alternatifs de synthèse. Supposons que l'allèle G1 détermine la production de pigment rouge à t = 27 et l'allèle G2 - à t = 10 0 C. Dans ce cas, en l'absence de dominance, le génotype G1G2 peut synthétiser le pigment rouge à la fois à haute et à basse température.

Synthèse de la quantité optimale d'une substance particulière. Des expériences avec des plantules d'orge ont montré que les génotypes homozygotes dominants et récessifs du gène K (QC et QC) fixent le dioxyde de carbone à peu près à la même vitesse et que, dans le génotype hétérozygote (QC), la photosynthèse est augmentée de 50%.

En général, ces deux hypothèses expliquent le même résultat final et ne peuvent donc pas être considérées comme mutuellement exclusives.


47. L'hypothèse de dominance expliquant le phénomène d'hétérosis. Manières de consolider l'hétérosis.

Cette hypothèse a un nom plus complet - l'hypothèse d'interaction de facteurs dominants favorables. Elle explique l'hétérosis par la combinaison d'une combinaison de gènes dominants à action bénéfique et de la suppression des allèles récessifs nuisibles par ceux-ci. Développé par le généticien américain Johnson (1917).

La manifestation de l'hétérosis lors du croisement de lignées innées, selon cette hypothèse, est le résultat de la suppression de l'action des gènes récessifs néfastes par leurs allèles dominants favorables, puisque Il est peu probable que tous les gènes récessifs possèdent le même locus dans des lignées différentes.

"L'apport des génotypes dominants et récessifs dans le développement d'un trait quantitatif"

P: aaBBccDDee × AabbCCddEE

1 + 2 + 1 + 2 + 1 = 7 2 + 1 + 2 + 1 + 2 = 8

On pense également que l'effet de l'hétérosis est également influencé par le degré d'interaction entre les gènes dominants (épistase * - interaction des gènes qui influencent l'expression d'un trait).

En général, il est habituel de considérer l'hétérosis comme cette hypothèse comme un excès d'indicateurs chez les hybrides au-dessus du point médian entre ses parents.

Sur la base de la théorie de la domination, l’hétérosis en général devrait être considéré comme une somme des valeurs d pour chacun des gènes, contribuant au développement du trait de caractère dans F1: Hétérose = Σd

Cette formule doit être modifiée si les formes parentes ne sont pas complètement homozygotes pour chacun des polygènes.

Dans ce cas, il prend la forme:

Hétérose en F1= Σ dy 2, où y est un multiplicateur, représentant la différence de fréquence des gènes entre deux formes sécantes (y = 1 ou 100%, lorsque le parent est homozygote pour des allèles différents à chaque locus).

Parce que l'hétérozygotie en F2 diminue de 2 fois, et l'hétérosis à la deuxième génération diminue de 2 fois: Hétérosis en F2= Σ dy 2/2

http://infopedia.su/17x4dda.html

Stérilité mâle cytoplasmique et son utilisation pour la production de graines hybrides

code génétique stérilité de consanguinité

Dans de nombreuses espèces végétales à fleurs bisexuées et monoïques, il existe parfois des individus isolés avec des organes génitaux mâles stériles. Ces faits étaient connus de Charles Darwin. Il les considérait comme la tendance d'une espèce à passer de la maison individuelle à la maison double, ce qu'il a considéré en termes d'évolution plus parfait. Ainsi, la formation d’individus présentant une stérilité masculine est un phénomène naturel du processus évolutif.

La stérilité masculine a été découverte pour la première fois par K. Correns en 1904 dans une sarriette aux plantes de jardin. En 1921, V. Batson l'a trouvé dans le lin, en 1924, le généticien américain D. Jones - dans l'oignon, en 1929. A.I. Kuptsov - dans le tournesol.

En 1932, M.I. Hajisimo, un généticien américain, M. Rhodes, a trouvé des plantes stériles mâles dans du maïs. Plus tard, il a été constaté que la stérilité masculine est largement répandue parmi les plantes à fleurs. Des mutations causant la stérilité masculine sont actuellement décrites dans la plupart des plantes cultivées.

La stérilité masculine se produit en l'absence de pollen ou de son incapacité à féconder et se manifeste sous trois formes principales:

  • 1) Les organes génitaux masculins - les étamines - ne se développent pas du tout; des phénomènes similaires sont observés dans les plantes de certains types de tabac;
  • 2) Les anthères dans les fleurs sont formés, mais leur pollen n'est pas viable; cette forme de stérilité est la plus courante dans le maïs;
  • 3) Le pollen se forme normalement dans les anthères, mais elles ne se fissurent pas et le pollen ne tombe pas sur le stigmate; C'est un phénomène très rare parfois observé chez certaines variétés de tomates.

La stérilité masculine peut être déterminée génétiquement par les gènes de stérilité du noyau et de l'interaction de gènes nucléaires et de plasmogènes. Conformément à cela, il existe deux types de stérilité masculine: nucléaire ou gène et cytoplasmique. La stérilité nucléaire est causée par des mutations des gènes chromosomiques ms. En raison du fait que les gènes de stérilité sont récessifs et que les gènes de fertilité sont dominants, avec ce type de stérilité résultant du croisement de la stérilité de plantes avec fertiles, toutes les plantes F1 sont fertiles (ms x msms Msms) et, en F2, il existe une division en formes fertiles et stériles en relation avec 3: 1 dans les générations suivantes, le nombre de plantes stériles provenant de ce croisement diminue continuellement. Actuellement, des méthodes sont en cours d’élaboration pour l’utilisation de la stérilité génétique afin d’obtenir des hybrides hétérotiques de coton, de tournesol et de certaines autres cultures.

Dans un échantillon de betteraves sauvages d'un an, une stérilité mâle complète a été détectée, en raison d'un gène récessif. Ce gène est transféré à la betterave à sucre par la méthode de saturation des croisements. Dans cette culture, il agit indépendamment des gènes X et Z, qui rétablissent la fertilité du pollen dans les formes à cytoplasme S.

Pour expliquer les causes de la stérilité cytoplasmique, trois hypothèses ont été avancées. L'un d'entre eux, connu sous le nom de virus, relie la survenue d'une stérilité masculine à une infection virale pouvant être transmise pendant la reproduction sexuée à travers le cytoplasme de l'œuf.

La deuxième hypothèse considère l’émergence de CMS comme conséquence d’un déséquilibre entre le cytoplasme et le noyau d’espèces différentes lors d’une hybridation à distance. En effet, dans certains cas, par exemple, lors du croisement de blé tendre Triticum aestivum avec Tr Aestivum, des formes apparaissent avec CMS. Cependant, CMS, non associé à une hybridation à distance, a été trouvé dans de nombreuses cultures. Par conséquent, l'hypothèse qui considère l'apparition de CMS suite à des mutations spécifiques du plasmogène a reçu la plus grande reconnaissance à l'heure actuelle.

On peut soutenir que la stérilité masculine cytoplasmique est due à des modifications héréditaires (mutations) du cytoplasme. Il est généralement complètement préservé dans F1 et les générations suivantes dans toutes les plantes. Avec ce type d'héritage, une plante stérile, telle que le maïs, pollinisée avec du pollen d'une autre variété ou lignée, donne naissance à une progéniture, dans laquelle la panicule reste stérile, et le reste des signes change, comme d'habitude lors de l'hybridation. Le signe de la stérilité masculine est préservé, même lorsque les 10 paires de chromosomes du maïs, telles plantes de pollen stériles, sont remplacées par des croisements répétés de chromosomes provenant de plantes à pollen fertile normal. Il en résulte que la stérilité masculine est transmise de génération en génération de manière stable à travers la lignée maternelle, et que les facteurs héréditaires la provoquant ne se trouvent pas dans les chromosomes du noyau.

Le caractère de l'héritage CMS est bien étudié dans les croisements réciproques de plantes à stérilité mâle, produisant parfois un pollen fertile en petite quantité, avec des plantes fertiles normales. Lors de la pollinisation des plantes de la lignée stérile avec du pollen fertile, le signe de la stérilité est transmis aux hybrides F1 et aux générations suivantes. Si ce croisement se poursuit, les gènes de la lignée stérile sont progressivement remplacés par les gènes de la lignée au pollen fertile. Le cytoplasme de la lignée stérile maternelle est progressivement saturé avec le matériel héréditaire nucléaire de la lignée fertile paternelle.

A chaque croisement, la ligne maternelle a de moins en moins de facteurs héréditaires, ils sont remplacés par les facteurs de la ligne prise pour saturer le croisement. À la suite de six ou sept croisements et sélections de retour, on obtient des plantes qui, selon toutes les indications, sont similaires à la lignée paternelle, mais qui présentent une stérilité mâle. On les appelle des analogues stériles de lignées fertiles utilisées comme forme de père. Lorsqu'ils pollinisent des plantes de lignées fertiles avec du pollen, qui est rarement formé chez des lignées stériles, les hybrides F1 ont du pollen fertile et ne produisent de plantes à pollin fertile que lors d'une reproduction ultérieure. En conséquence, le CMS ne peut pas être transmis par la plante mâle, mais est fermement transmis de génération en génération par la lignée maternelle.

Il semblerait que les résultats du croisement envisagé ne laissent aucun doute sur le fait que le trait CMS n’est génétiquement lié qu’à des facteurs extrachromosomiques. Mais une étude ultérieure de l'héritage de CMS a montré que tous les croisements de plantes stériles à descendance fertile ne sont pas obtenus avec du pollen stérile. Dans certains cas, le signe de stérilité est complètement supprimé chez les hybrides F1 et ne se manifeste pas du tout avec leur reproduction ultérieure ou, à partir de F2, une scission se produit en plantes à pollen fertiles et stériles.

À la suite de l'étude et de la synthèse de matériel expérimental sur la transmission de la stérilité masculine, l'idée est née que cette propriété est due à l'interaction du cytoplasme et des gènes des chromosomes qui composent le système génétique. Le cytoplasme, qui détermine la stérilité du pollen, a été appelé CyTs (cytoplasme stérile), et le cytoplasme, qui donne aux plantes un pollen fertile, est cytn (cytoplasme normal). Il existe un gène Rf dominant situé dans les chromosomes (à partir des lettres initiales rétablissant la fertilité - rétablissant la fertilité), qui, sans modifier la structure et la spécificité du cytoplasme stérile, empêche simultanément sa manifestation. Le cytoplasme stérile exerce son action uniquement en combinaison avec les allées récessives de ce gène. En conséquence, seule l'association de CIT srfrf peut déterminer le développement de pollen stérile. Le pollen fertile est formé sur la base du cytoplasme normal dans des combinaisons de CIT RnRf, CITR Rfrf et CIT rfrf et sur la base de cytoplasme stérile dans des combinaisons de CIT RfRf et de CIT Rfrf. Ainsi, l'héritage CMS de la mère n'est possible que dans les croisements de plantes. CITRs x CITRn / CITs rfrf (la stérilité est fixe).

Croisement des CITR rff x CITN (s) RfRf toutes les plantes seront fertiles, c’est-à-dire que la fertilité est complètement rétablie.

Nous avons analysé le cas le plus simple d'héritage de stérilité associé à l'interaction d'un cytoplasme stérile et d'une paire allélique de gènes. Actuellement, des systèmes génétiques CMS plus complexes ont été étudiés, qui sont liés à la manifestation de la stérilité du pollen avec deux et trois gènes. La stérilité masculine chez les betteraves à sucre est due à l’interaction du cytoplasme stérile (CIT) avec deux gènes nucléaires (X et Y) et n’est transmise à la progéniture que par la lignée maternelle. La plante avec deux gènes récessifs et un cytoplasme stérile a la structure génétique Sxxzz, ce qui donne une stérilité complète du pollen. Les types de plantes semi-stériles sont hétérozygotes pour les gènes X et Z: SXxzz, SXXzz, SxxZz, SxxZZ, SXxZz, SXXZz, SXxZZ, SXXZZ. Les populations de plantes fertiles (CITn) ont des individus avec des structures héréditaires différentes, et certains types de stérilité peuvent apparaître dans leur progéniture. Pollinisation du pollen des plantes Nxxzz produit des lignées complètement stériles. Si le pollinisateur est dihétérozygote pour les gènes X et Y, la progéniture comprendra alors les trois types de stérilité: Sxxzz x NXxZz> SXxZz, SXxzz, SxxZz, Sxxzz. La manifestation de la stérilité, en plus des facteurs génétiques, est influencée par les conditions extérieures. Par exemple, la stérilité masculine est mieux rétablie par temps frais, une humidité du sol et de l'air suffisante pendant la période de floraison des plantes, une journée plus courte et un manque d'azote dans le sol.

Le CMS est largement utilisé pour créer des hybrides hétérotiques de maïs et de certaines autres cultures sur une base stérile. La CMS provoque un certain nombre de modifications chez les plantes de maïs: le nombre de feuilles diminue (de 3-4%), la croissance des plantes diminue (jusqu'à 4-5%), une légère dépression est également observée en raison d'autres signes. Le degré de manifestation de la dépression dépend du génotype des traits: dans certains cas, il est plus prononcé, dans d'autres, il est plus faible. Dans certaines lignées présentant un cytoplasme stérile, la croissance de la plante augmente même légèrement. La dépression dans les lignes avec CMS est partiellement supprimée sous l'influence de gènes réducteurs. Sur la productivité des hybrides, la stérilité du cytoplasme n’a pas d’effet négatif en moyenne. Dans des conditions climatiques défavorables, les formes stériles de plantes fertiles pollinisatrices s'avèrent plus productives.

Certains scientifiques pensent que la formation directe de formes sous CMS est une violation de la synthèse des protéines résultant d'une mutation du noyau, entraînant une microsporogénèse inappropriée et une autre dégénérescence des grains de pollen, associée à une perturbation de l'alimentation en anthères des plantes stériles.

Lorsque vous croisez des lignées de maïs spécialement similaires, vous pouvez obtenir des hybrides dont le rendement est supérieur de 25 à 30% à celui des meilleures variétés. Ces lignes sont semées en rangées alternées dans des sites d'hybridation. Mais pour obtenir des graines hybrides, il est nécessaire de supprimer manuellement toutes les panicules sur les plantes de la forme mère avant la floraison. Ce travail demande beaucoup de travail et doit être effectué avec beaucoup de soin. Par conséquent, l'utilisation généralisée d'hybrides de maïs a été retardée pendant longtemps. La découverte et l'utilisation de CMS ont fondamentalement résolu le problème de la production de maïs hybride. En renvoyant des croisements saturants, des analogues stériles des lignées maternelles ont été obtenus, des hybrides de maïs ont été transférés sur une base stérile et ils ont été cultivés sans les frais de travail manuel nécessaires pour couper les balayeuses.

L'utilisation généralisée d'hybrides dans des cultures telles que le sorgho, les oignons, les concombres et la tomate n'a été rendue possible que par la découverte du CMS, car il leur est pratiquement impossible de castrer manuellement les fleurs.

Pour la même raison, l'hétérosis n'a pas pu être utilisé dans la culture céréalière principale, le blé, bien que lors du croisement de variétés spécialement sélectionnées, il ne soit pas moins marqué que dans le maïs. Les généticiens et les sélectionneurs s’emploient maintenant à créer des hybrides de blé hétérotiques sur une base stérile.

http://studwood.ru/1842804/meditsina/tsitoplazmaticheskaya_muzhskaya_sterilnost_ispolzovanie_polucheniya_gibridnyh_semyan
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