Embryogenèse pollinique chez l orge (Hordeum vulgare L.) : importance du prétraitement

L'embryogenèse pollinique est une technique d'amélioration des espèces qui permet d'obtenir des plantes haploïdes doublées. Les microspores initialement programmées pour former des grains de pollen sont réorientées afin de produire des plantes haploïdes. Cette technique voit son utilisation réduite chez les céréales à cause de la régénération de plantes albinos. Nous avons cherché à optimiser le protocole afin d'améliorer les rendements en plantules chlorophylliennes chez des cultivars récalcitrants et à identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la réorientation de la microspore en nous focalisant sur les défenses. Notre travail a porté sur la culture d'anthères chez l'orge (Hordeum vulgare L.). Afin d'améliorer le protocole, nous avons utilisé le cv. d'hiver Igri régénérant majoritairement des plantules chlorophylliennes et cinq cvs. de printemps produisant exclusivement des plantules albinos. L'apport de sulfate de cuivre dans les milieux de prétraitement et de culture a permis d'augmenter le nombre d'anthères formant des embryons, le nombre de plantules régénérées et le pourcentage de plantules chlorophylliennes régénérées chez l'ensemble des cvs. testés. L'étude de la saison à laquelle les plantes mères sont cultivées a fait apparaitre que les rendements de la culture d'anthères étaient meilleurs pendant les mois les plus longs de l'année. Nous avons également constaté que les résultats obtenus dépendent de la position de l'épi sur le plateau de tallage. Enfin le suivi de la production d'O2- et le suivi d'expression de différents gènes de réponse aux stress nous a permis de mettre en évidence l'activation des défenses dans l'anthère au cours du prétraitementThe production of doubled haploid through pollen embryogenesis represents a modern tool for the improvement of cultivated species enabling plant breeders to produce homozygous lines in a few months. Pollen embryogenesis consists in the regeneration of haploid plantlets from microspores, which are initially destined to develop into pollen grains. This technique allows to decrease the time and the cost of classical selection, and to study the mechanisms involved in the embryo formation. Albinism restrains the use of pollen embryogenesis in cereals. This study is based on applied and fundamental aspects in order to 1- optimize the anther culture protocol and to improve green plantlet regeneration in recalcitrant cvs. and 2- identify molecular mechanisms involved in the switch of microspore, especially defenses. In order to optimize the protocole of anther culture in barley (Hordeum vulgare L.) we used the winter cv. Igri which regenerates chlorophyllous plantlets at 90%, and 5 spring cvs. giving rise mostly to albino plantlets. The copper sulphate addition in media improved the anthers response, the quantity of regenerated plantlets and the percentage of regenerated chlorophyllous plantlets, with all tested cvs. Spring and summer are the best seasons for pollen embryogenesis in cvs used. Finally, we noticed that results also depended on spike position on the tillering plate. Our results indicate that the pretreatment induces defence mechanisms in anthers, as revealed by an oxidative burst and expression gene induction. Copper sulphate addition in the media induced more progressive and less important induction of gene expressionREIMS-BU Sciences (514542101) / SudocSudocFranceF