Analyse des mécanismes de formation des gamètes non réduits, fonctionnement méiotique des polyploïdes et leurs implications sur les structures génotypiques des populations hybrides

Date de mise à jour : 27 octobre 2022

Les structures génomiques complexes issues de l’évolution des agrumes cultivés affectent fortement le fonctionnement méiotique et l’hérédité des caractères. Bien que le germplasm soit essentiellement diploïde, la triploïdie est recherchée pour des critères d’aspermie et la tétraploïdie semble conférer une plasticité accrue aux porte-greffes. L’amélioration variétale des agrumes soulève ainsi des questionnements spécifiques sur la biologie de la reproduction, la recombinaison sexuée et la méthodologie de création de néo-diversité s’appuyant sur des compartiments de ploïdies différentes.

Les travaux conduits en partenariat avec l’IVIA au début des années 2010 avaient montrés que chez les mandariniers (C. reticulata), la restitution de la seconde division de la méiose (SDR) est à l’origine des ovules non réduits produisant des hybrides triploïdes dans les hybridations entre parents diploïdes (cf. Ollitrault et al., 2020 pour revue). La SDR est également le principal mécanisme de formation d’ovules 2n chez le citronnier associé à d’autres mécanismes comme la restitution de la première division (FDR) et le doublement post-méiotique (Rouiss et al., 2017a). En revanche la FDR est apparue prédominante pour le pollen non réduit (Rouiss et al., 2017b). L’équipe s’intéresse également aux modes de ségrégations des géniteurs tétraploïdes et la structure génétique des gamètes diploïdes en découlant. Les ségrégations complexes allant du disomique au tétrasomique, en fonction des structures phylogénomique, ont été mises en évidence. Elles sont essentiellement tétrasomiques chez le mandarinier Moncada tétraploïde (Garavello et al., 2020) tandis que des ségrégations intermédiaires a tendance disomique ont été décrites chez le limettier Mexicain tétraploïde (Rouiss et al., 2018 ; Ahmed et al., 2020) et certains hybrides intergénériques Citrus x Poncirus tétraploïdes (Kamiri et al. 2018 ; Calvez et al. 2020). Ces travaux révèlent également des appariements préférentiels variables suivant les chromosomes. Les ségrégations à tendance disomique chez les hybrides interspécifiques et intergénériques sont associée à une restitution forte de l’hétérozygotie parentale et à une limitation importante des recombinaisons interspécifiques, jugées intéressantes pour les projets d’amélioration des porte-greffes au niveau tétraploïde et de reconstruction de l’idéotype limettier « Tahiti » triploïde. Ces résultats permettent par ailleurs d’envisager une modélisation fine de l’hérédité des caractères au sein des populations polyploïdes ainsi que la mise en place de stratégies plus efficaces pour créer une néo-diversité orientée par les objectifs d’amélioration.

Références citées

Ahmed D., Curk F., Evrard J.C., Froelicher Y., Ollitrault P.. 2020. Preferential disomic segregation and <i>C. micrantha/C. medica</i> interspecific recombination in tetraploid 'Giant Key' lime; outlook for triploid lime breeding. Frontiers in Plant Science, 11 : 17 p..

Calvez L., Dereeper A., Mournet P., Froelicher Y., Bruyère S., Morillon R., Ollitrault P.. 2020. Intermediate inheritance with disomic tendency in tetraploid intergeneric <i>Citrus × Poncirus</i> hybrids enhances the efficiency of citrus rootstock breeding. Agronomy (Basel), 10 (12) : 24 p..

Garavello M., Cuenca J., Garcia-Lor A., Ortega N., Navarro L., Ollitrault P., Aleza P.. 2020. Male and female inheritance patterns in tetraploid 'Moncada' mandarin. Plant Cell Reports, 39 : p. 335-349.

Kamiri M., Stift M., Costantino G., Dambier D., Kabbage T., Ollitrault P., Froelicher Y.. 2018. Preferential homologous chromosome pairing in a tetraploid intergeneric somatic hybrid (<i>Citrus reticulata</i> + <i>Poncirus trifoliata</i>)revealed by molecular marker inheritance. Frontiers in Plant Science, 9 : 12 p..

Ollitrault P., Germanà M.A., Froelicher Y., Cuenca J., Aleza P., Morillon R., Grosser J.W., Guo W.. 2020. Ploidy manipulation for citrus breeding, genetics and genomics. In : Gentile Alesssandra (ed.), La Malfa Stefano (ed.), Deng Ziniu (ed.). The citrus genome. Cham : Springer, p. 75-105.

Rouiss H., Bakry F., Froelicher Y., Navarro L., Aleza P., Ollitrault P.. 2018. Origin of <i>C. latifolia</i> and <i>C. aurantiifolia</i> triploid limes: The preferential disomic inheritance of doubled-diploid 'Mexican' lime is consistent with an interploid hybridization hypothesis. Annals of Botany, 121 (3) : p. 571-585.

Rouiss H., Cuenca J., Navarro L., Ollitrault P., Aleza P.. 2017a. Unreduced megagametophyte production in lemon occurs via three meiotic mechanisms, predominantly second-division restitution. Frontiers in Plant Science, 8 : 16 p..

Rouiss H., Cuenca J., Navarro L., Ollitrault P., Aleza P.. 2017b. Tetraploid citrus progenies arising from FDR and SDR unreduced pollen in 4x X 2x hybridizations. Tree Genetics and Genomes, 13 (1) : 14 p.

Date de mise à jour : 27 octobre 2022