ARTICLE
Auteur(s) : Guy
Mergeai
Unité de phytotechnie tropicale et d’horticulture, Faculté
universitaire des sciences agronomiques de Gembloux (Fusagx), 2,
passage des Déportés, B-5030 Gembloux Belgique
Le genre Gossypium compte cinquante espèces différentes. Sa
diversité a pour origine un génome ancestral aujourd’hui disparu
qui a donné naissance à quarante-cinq espèces diploïdes (2n = 2x =
26) réparties en huit cytotypes désignés par des lettres de
l’alphabet (A, B, C, D, E, F, G et K). Le genre Gossypium comporte
également cinq allotétraploïdes naturels (2n = 4x = 52) issus du
croisement spontané entre espèces diploïdes des cytotypes A
et D, suivi du doublement du nombre chromosomique.
G. hirsutum L. [2(AhDh)] est
l’espèce économiquement la plus importante. À elle seule, elle
fournit près de 95 % de la production mondiale de coton.
L’ensemble des espèces du genre Gossypium constitue un stock de
variabilité génétique considérable pour G. hirsutum. En
fonction de la perméabilité génétique qui existe entre leur génome
et celui de G. hirsutum, les différents types de cotonniers
sont classés en trois réservoirs génétiques [1]. Le réservoir
génétique tertiaire regroupe toutes les espèces diploïdes du genre
Gossypium. Le présent article a pour but de présenter les
principaux résultats obtenus à la Faculté universitaire des
Sciences agronomiques de Gembloux (Fusagx) en ce qui concerne
l’introgression de caractères d’intérêt agronomique chez
G. hirsutum à partir d’espèces de cotonniers diploïdes en les
situant par rapport aux acquis des travaux réalisés dans ce domaine
dans le reste du monde.
Principaux acquis dans l’amélioration génétique du cotonnier
par hybridation interspécifique
Les premiers travaux d’amélioration du cotonnier par hybridation
interspécifique ont été lancés aux États-Unis et en Inde à la fin
des années 1930 [2, 3]. Leur objectif principal concernait
l’élargissement de la diversité génétique de la plus importante
espèce de cotonnier cultivé, G. hirsutum L., qui était déjà à
ce moment considérée comme trop étroite pour permettre une
amélioration significative de la qualité de la fibre de coton face
à la concurrence des fibres synthétiques. Trois grands schémas de
croisement ont été développés à cette époque pour permettre la
création et l’exploitation d’hybrides de cotonnier impliquant
G. hirsutum et une ou deux espèces diploïdes [2-4]. Tous ces
schémas exigent le recours à la colchidiploïdisation d’un hybride
intermédiaire stérile et deux d’entre eux aboutissent à la création
d’hybrides trispécifiques. La méthode paraphylétique
d’introgression (( figure 1 )) simule le
processus naturel qui a donné naissance aux amphidiploïdes cultivés
tandis que la méthode pseudophylétique d’introgression (( figure 2 )) passe
par la création d’un allohexaploïde de synthèse entre
G. hirsutum et une des deux espèces diploïdes, puis par le
croisement de cet allohexaploïde avec la seconde espèce diploïde.
La création et l’exploitation d’hybrides bispécifiques se font en
suivant la méthode aphylétique d’introgression (( figure 3 )). Dans
cette dernière, l’allohexaploïde de synthèse n’est pas croisé avec
une autre espèce diploïde mais rétrocroisé par G. hirsutum
pour produire un pentaploïde qui est autofécondé ou rétrocroisé à
nouveau par G. hirsutum pour donner des plantes euploïdes,
introgressées ou non, et des plantes porteuses d’un ou plusieurs
chromosomes surnuméraires entiers de l’espèce diploïde. Le génome
de ces souches aneuploïdes peut également être introgressé ou non
de fragments de chromosomes de l’espèce diploïde. La connaissance
des affinités d’appariement entre les chromosomes des différentes
espèces est très importante pour orienter le choix des schémas de
croisement à suivre afin d’exploiter avec succès la variabilité
génétique d’une espèce diploïde donnée au profit de la principale
espèce de cotonnier cultivée.
Il ressort des travaux ayant permis la création des hybrides
entre espèces de cotonnier que les barrières d’incompatibilité qui
existent entre les espèces de cotonniers sont souvent moins
importantes que ce qui est observé dans d’autres genres.
À l’exception notable des hybrides impliquant les espèces
G. gossypioides, G. davidsonii, G. klotzschianum et
G. arboreum race sanguineum qui présentent un système de gènes
de létalité complémentaires induisant la mort des embryons produits
lors de croisements avec des cotonniers cultivés tétraploïdes, la
production de graines hybrides viables peut généralement être
obtenue en croisant G. hirsutum avec toutes les espèces
diploïdes du genre Gossypium sans avoir recours au sauvetage
d’embryons immatures. Il suffit pour cela qu’un nombre suffisamment
important de croisements soit réalisé et qu’un mélange adéquat de
régulateurs de croissance soit appliqué au moment de la fécondation
[5].
Une fois un hybride interspécifique créé, l’occurrence
d’échanges de fragments d’ADN entre les chromosomes des génomes qui
le constituent dépend principalement des affinités d’appariement
qui existent entre ceux-ci. Ces affinités peuvent être quantifiées
en observant les fréquences de paires de chromosomes homéologues
qui se constituent lors de la métaphase I chez les cellules
mères des grains de pollen. De très nombreux travaux de
cytogénétique ont été réalisés au cours des cinquante dernières
années pour quantifier ces affinités. Ils ont mis en évidence
l’importance du choix d’un cotonnier diploïde appartenant au
génome D comme espèce pont quand on veut créer ce type de
matériel. En effet, comme les chromosomes préfèrent les
appariements autosyndétiques lors de la méiose, le niveau de
recombinaison est bas dans les cas de chromosomes qui présentent
une faible homologie. Les chromosomes des espèces du génome D
ayant une taille nettement plus petite que celle des chromosomes
des autres cytotypes diploïdes, leur affinité d’appariement avec
ceux-ci est très faible.
La voie trispécifique utilisant une espèce pont du génome D
est intéressante car, dans les structures allotétraploïdes
obtenues, les chromosomes du sous-génome Ah de
G. hirsutum ne possèdent pas de partenaires autosyndétiques et
ne peuvent normalement s’apparier qu’avec les chromosomes de
l’espèce diploïde donneuse de caractères recherchés. Cependant, le
succès de l’exploitation de tels hybrides complexes demande
généralement de larges efforts pour produire une descendance
fertile et pour éliminer le matériel génétique indésirable apporté
par l’espèce donneuse et l’espèce pont. Les hybrides triples
obtenus sont toujours fortement déséquilibrés et présentent une
très faible fertilité. Le retour à une forme plus fertile exige
généralement la réalisation de plusieurs générations de
rétrocroisements avec l’espèce cultivée. Une fois rétabli un
certain niveau de fertilité, l’application de schémas de sélection
cumulative longs et coûteux peut être nécessaire afin de briser les
linkats existant chez ce type de matériels entre caractères
intéressants et rédhibitoires.
Bien que les fréquences de recombinaisons homéologues entre les
chromosomes des espèces donneuses et ceux des sous-génomes
Ah et Dh soient généralement plus faibles
chez les hybrides bispécifiques que chez les hybrides
trispécifiques, la méthode aphylétique d’introgression offre
théoriquement la possibilité de produire un nombre de descendants
fertiles plus important pour une même quantité d’efforts et donc de
tirer profit d’un nombre plus élevé d’échanges homéologues de
matériel génétique.
Chez les souches aneuploïdes issues de pentaploïdes, les
appariements hétérologues sont d’autant plus nombreux que la plante
contient un nombre plus réduit de chromosomes surnuméraires [6].
Les lignées monosomiques d’addition constituent donc un matériel
très intéressant pour réaliser des transferts de gènes entre les
chromosomes de l’espèce cultivée et un chromosome de l’espèce
sauvage, l’état d’addition du chromosome de l’espèce donneuse
pouvant être maintenu autant de générations que nécessaire jusqu’à
l’obtention de la recombinaison désirée [7].
Principaux résultats obtenus par création d’hybrides
trispécifiques
La mise au point des méthodes para- et pseudophylétiques
d’introgression a permis la création, aux États-Unis, de deux
familles d’hybrides triples qui furent exploitées ultérieurement
dans plusieurs pays : le matériel (G. arboreum x
G. thurberi) x G. hirsutum, (A.T.H.) et le matériel
(G. hirsutum x G. arboreum) x G. raimondii,
(H.A.R.). Ces triples hybrides (A.T.H. et H.A.R.) possèdent une
résistance de fibre considérablement supérieure à celle des
variétés commerciales de G. hirsutum. Ils se caractérisent
également par des performances agronomiques largement inférieures à
celle du matériel cultivé.
Dans le but de se débarrasser des caractères défavorables
associés à la très haute résistance de la fibre, des programmes de
rétrocroisements, utilisant des variétés Upland comme parents
récurrents, ont été mis en place aux États-Unis. Les résultats
obtenus par ce biais furent décevants. Les caractères défavorables
étaient trop étroitement liés à la haute résistance de la fibre
pour en être dissociés par simple rétrocroisement [8]. La
réalisation de plusieurs cycles de sélection cumulative fut
nécessaire pour briser les linkats rédhibitoires existants et
aboutir à la création de lignées à ténacité accrue [9].
Les deux familles d’hybrides triples créées aux Etats-Unis
furent ramenées en Côte d’Ivoire par Kammacher [10] où le matériel
H.A.R. permit de créer, après trois croisements de retour sur
G. hirsutum, une collection de lignées intéressantes, à
ténacité et rendement en fibre élevés. Des pressions de sélection
ont été exercées avec succès sur les têtes de lignées issues des
croisements effectués entre G. hirsutum et l’hybride H.A.R.
Elles ont permis la création de nombreux cultivars diffusés en
Afrique [11] et en Amérique du Sud.
Principaux résultats obtenus par création d’hybrides
bispécifiques
La création d’hybrides bispécifiques a permis la transmission au
cotonnier cultivé d’une série de caractéristiques agronomiques et
technologiques intéressantes [11]. Le tableau 1( Tableau 1 ) reprend les principaux caractères
introgressés chez G. hirsutum à partir d’espèces de cotonniers
diploïdes.
Il est à remarquer que tous les caractères transférés à ce jour
au cotonnier cultivé proviennent d’espèces appartenant aux
cytotypes A, D et B qui sont phylétiquement les plus proches des
sous-génomes Ah et Dh.
Tableau 1 Principales caractéristiques introgressées
chez G. hirsutum à partir d’espèces de cotonnier
diploïdes.Table 1. Main traits introgressed to G. hirsutum
from cotton diploid species.
|
Caractères introgressés
|
Intérêt agronomique ou technologique
|
Origine
|
Génome espèce donneuse
|
Référence
|
|
Haute ténacité de la fibre
|
Production de filés plus résistants
|
G. thurberi
|
D1
|
[30]
|
|
Forte pilosité de la tige et des feuilles
|
Amélioration de la résistance aux jassides Empoasca spp.
|
G. raimondii
|
D5
|
[31]
|
|
Stérilité mâle cytoplas-mique
|
Exploitation de la vigueur hybride du croisement G. hirsutum x
G. barbadense
|
G. anomalum G. arboreum G. harknesii
|
B1 A2 D2-2
|
[32][33][34]
|
|
Restauration de la fertilité mâle
|
Exploitation de la vigueur hybride du croisement G. hirsutum x
G. barbadense
|
G. harknesii
|
D2-2
|
[35]
|
|
Avortement embryonnaire
|
Mise au point d’un schéma de production massive d’haploïdes
doublés
|
G. davidsonii
|
D3-d
|
[37]
|
|
Haute teneur des tissus en gossypol
|
Amélioration de la résistance contre les vers de capsules
(Heliothis spp.)
|
G. raimondii G. thurberi
|
D5 D1
|
[38]
|
|
Résistance à la bactériose [Xanthomonas malvacea-rum (E.F.
Smith)]
|
Amélioration de la productivité du coton-nier dans les zones
infectées par la bactériose
|
G. herbaceum
|
A1
|
[39]
|
|
Résistance à la rouille (Puccinia cacabata Arth. & Holw.)
|
Amélioration de la productivité du coton-nier dans les zones
infectées par la rouille
|
G. arboreum G. anomalum
|
A2 B1
|
[40]
|
|
Feuilles glabres
|
Amélioration de la résistance contre les vers de capsule (Heliothis
spp.)
|
G. armourianum
|
D2-1
|
[41]
|
La Fusagx et l’amélioration du cotonnier par hybridation
interspécifique
Dès 1953, suite à un séjour d’étude réalisé par son
responsable, Willy Wouters, à l’université de Texas A&M, le
programme coton de la station de Gandajika de l’Institut national
pour l’étude agronomique au Congo (Ineac) a commencé à constituer
une collection d’espèces diploïdes de cotonniers et à développer
des hybrides en les croisant entre elles et avec G. hirsutum.
En 1963, après l’indépendance du Congo belge, cette collection a
été dupliquée et envoyée vers l’Institut des sciences agronomiques
de Gembloux (faculté universitaire des sciences agronomiques de
Gembloux). À partir de cette époque, grâce à la contribution
des anciens de l’Ineac réaffectés à Gembloux (Willy Wouters, Robert
Maréchal, Julien Demol) et de leurs successeurs (Benoît Louant,
Jean-Pierre Baudoin, Guy Mergeai), les hybrides interspécifiques et
les espèces sauvages de cotonniers ramenés en Belgique ont été
utilisés dans différents programmes d’investigations réalisés en
partie en collaboration avec le programme coton du Centre de
coopération internationale en recherche agronomique pour le
développement-Département Cultures annuelles (Cirad-CA). Ces
travaux ont abouti à : i) la création de nouveaux hybrides
interspécifiques ; ii) l’identification de caractères
d’intérêt agronomique susceptibles d’être introgressés à partir
d’espèces diploïdes chez la principale espèce de cotonnier
cultivé ; iii) l’amélioration des connaissances concernant les
possibilités de transferts de gènes entre les génomes des espèces
diploïdes et tétraploïdes ; iv) le développement de variétés
commerciales de cotonnier à fibres de très haute qualité adaptées
aux conditions de culture des savanes méridionales de la République
démocratique du Congo ; v) l’introgression de nouveaux
caractères d’intérêt agronomique chez G. hirsutum.
Création de nouveaux hybrides interspécifiques
La collection d’hybrides interspécifiques de cotonnier maintenues à
la Fusagx compte actuellement 21 hybrides diploïdes
bispécifiques, 12 hybrides triploïdes bispécifiques,
6 hybrides allotétraploïdes bispécifiques, 8 hybrides
allotétraploïdes trispécifiques, 11 hybrides allohexaploïdes
bispécifiques, 11 hybrides allopentaploïdes bispécifiques et
13 lignées monosomiques d’addition impliquant des espèces
diploïdes des génomes A, B, C, D, E, F et G [12, 13]. Ces
82 hybrides bi- et trispécifiques qui composent cette
collection constituent un matériel de choix pour réaliser des
recherches dans le domaine de la génétique du cotonnier et obtenir
l’introgression de caractères d’intérêt agronomique chez
G. hirsutum à partir des nombreuses espèces diploïdes
impliquées dans leur création.
Identification de caractères d’intérêt agronomique
introgressables à partir d’espèces diploïdes
L’analyse des caractéristiques phénotypiques des différents
hexaploïdes de synthèse et de lignées monosomiques d’addition créés
à Gembloux a permis d’identifier de nombreux caractères d’intérêt
agronomique qui pourraient être transférés à partir d’espèces
diploïdes. G. anomalum, G. stocksii, G. areysianum
et G. longicalyx constituent une source possible de gènes pour
obtenir une augmentation de la longueur de la fibre [14, 15].
L’emploi des espèces diploïdes américaines (G. thurberi,
G. harknessii, G. raimondii et G. aridum) devrait
permettre d’obtenir une amélioration significative de la ténacité
de la fibre [14, 15]. L’amélioration simultanée de la résistance et
de l’élasticité de la fibre devrait pouvoir être obtenue à partir
des espèces diploïdes du génome E (G. stocksii et
G. areysianum) [15]. Des améliorations substantielles de la
finesse et de la maturité de la fibre ont été observées chez des
lignées portant un chromosome surnuméraire de G. areysianum
[16]. G. anomalum, G. sturtianum, G. australe,
G. stocksii et G. areysianum constituent des sources
possibles de gènes pour l’augmentation du rendement à l’égrenage
[14, 15]. Une meilleure résistance à la sécheresse devrait pouvoir
être obtenue à partir de G. stocksii et G. areysianum
[17]. La production de capsules présentant un pédicelle recourbé
vers le bas a été observée chez la lignée monosomique d’addition
G2-F de G. australe sur G. hirsutum [18]. Ce
caractère devrait permettre de limiter la pourriture qui se produit
avant la déhiscence des capsules dans les régions très pluvieuses.
La diminution de la taille des bractées qui entourent les organes
reproducteurs (fleurs et capsules) devrait pouvoir être
introgressée à partir de la lignée monosomique d’addition
G2-B [18]. G. longicalyx est susceptible d’être
exploitée pour introgresser l’immunité aux attaques de nématodes
réniformes [19]. Les espèces diploïdes australiennes des
génomes C et G constituent des parents potentiellement
intéressants pour introgresser l’inhibition de la synthèse du
gossypol uniquement dans la graine [20].
Possibilités de transferts de gènes entre espèces diploïdes et
tétraploïdes
Le tableau 2( Tableau 2 ) résume
les résultats des études cytogénétiques réalisées à Gembloux sur
une partie des hybrides interspécifiques qui y ont été créés. Outre
la confirmation de l’importance du choix d’une espèce du
génome D comme pont lors de la création d’hybrides
allotétraploïdes trispécifiques, ces travaux ont montré qu’étant
donné les liaisons défavorables qui existent entre certaines
composantes du rendement et les caractères technologiques de la
fibre chez les hybrides trispécifiques impliquant G. thurberi
[21], il est préférable d’utiliser G. raimondii comme espèce
pont. Ils ont également mis en évidence le fait que la méthode
aphylétique permettait un certain niveau de contrôle de l’intensité
des échanges de matériel génétique au niveau des hybrides
hexaploïdes et des lignées d’addition [13]. Chez ces structures
interspécifiques fertiles, il est en effet possible de cumuler les
recombinaisons intergénomiques au fil des générations. Le nombre de
générations d’autofécondations successives qu’il faut atteindre
afin de profiter de manière optimale des remaniements géniques
dépend de l’affinité d’appariement qui existe entre les chromosomes
de l’espèce diploïde et ceux des sous-génomes constitutifs de
l’amphidiploïde cultivé. Pour les espèces phylétiquement les plus
proches de G. hirsutum (appartenant aux génomes A
et D), la multiplication des générations en autofécondation au
stade hexaploïde induit des échanges intergénomiques excessifs qui
ont pour effet de déséquilibrer l’hybride et de provoquer la
stérilité de ce dernier, souvent dès la deuxième génération en
autofécondation [13]. Dans le cas des espèces moins proches des
sous-génomes constitutifs de G. hirsutum (appartenant aux
génomes B, C, F, G), l’intensité des recombinaisons intergénomiques
au stade hexaploïde varie en fonction de leur distance phylétique
vis-à-vis des génomes A et D. Pour les espèces du
génome E, la multiplication du nombre de générations en
autofécondation au stade hexaploïde ne semble pas s’accompagner de
remaniements génétiques [13].
Tableau 2 Configurations chromosomiques en métaphase I
observées chez différents hybrides interspécifiques de la
collection de la Fusagx.Table 2. Chromosome configurations at
metaphase I observed in Gembloux (Fusagx) for different
interspecific hybrid combinations.
|
Formules génomiques
|
Nb. Chr*
|
Configurations chromosomiques
|
Nb. de cellules observées
|
Références
|
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
|
Hybride diploïde bispécifique
|
|
G. arboreum x G. armourianum A2D2-1
|
26
|
23,04
|
1,47
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
109
|
[42]
|
|
Hybrides triploïdes bispécifiques
|
|
G. hirsutum x G. robinsonii
AhDhC1
|
39
|
24,03
|
6,22
|
0,72
|
0,05
|
0,00
|
0,00
|
100
|
[43]
|
|
G. hirsutum x G. robinsonii
AhDhC2
|
39
|
25,08
|
5,76
|
0,75
|
0,06
|
0,00
|
0,00
|
100
|
[43]
|
|
G. hirsutum x G. australe
AhDhG2
|
39
|
26,76
|
5,44
|
0,40
|
0,04
|
0,00
|
0,00
|
100
|
[43]
|
|
G. hirsutum x G. areysianum
AhDhE3
|
39
|
35,98
|
1,45
|
0,04
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
100
|
[44]
|
|
Hybrides hexaploïdes bispécifiques
|
|
G. hirsutum x G. areysianum
AhDhE3 génération C1
|
78
|
1,57
|
37,94
|
0,10
|
0,06
|
0,00
|
0,00
|
105
|
[44]
|
|
Hybrides pentaploïdes bispécifiques
|
|
G. hirsutum x G. areysianum
AhDhE3 génération C1
|
65
|
12,85
|
25,85
|
0,15
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
108
|
[44]
|
|
Hybrides tétraploïdes trispécifiques
|
|
G. hirsutum x G. anomalum x G. thurberi
AhDhB1D1
|
52
|
11,45
|
17,13
|
1,22
|
0,50
|
0,04
|
0,03
|
130
|
[45]
|
|
G. hirsutum x G. anomalum x G. harknesii
AhDhB1D2-2
|
52
|
17,72
|
16,24
|
0,46
|
0,10
|
0,00
|
0,00
|
90
|
[45]
|
|
G. hirsutum x G. raimondii x G. sturtianum
AhDhD5C1
|
52
|
13,64
|
17,04
|
0,85
|
0,35
|
0,00
|
0,07
|
56
|
[46]
|
|
G. thurberi x G. sturtianum x G. hirsutum
D1C1AhDh
|
52
|
14,55
|
15,68
|
0,91
|
0,35
|
0,00
|
0,25
|
56
|
[47]
|
Introgression de caractères d’intérêt agronomique chez les
cotonniers tétraploïdes
La réalisation à Gandajika d’un travail de sélection en champ sur
la descendance obtenue en autofécondant une lignée monosomique
d’addition de G. areysianum sur G. hirsutum isolée à
Gembloux [22] a permis l’introgression d’une amélioration
simultanée de la ténacité et de l’élasticité des fibres chez la
principale espèce de cotonnier cultivé. Cette association de
caractères s’accompagne de l’apparition d’une proportion élevée de
fibres présentant des plis anormaux au niveau de leur paroi [16].
Une série de souches produisant au moins 10 % de graines
avec une très faible teneur en gossypol a été obtenue en
rétrocroisant pendant plusieurs générations l’hybride trispécifique
Gossypium hirsutum x G. raimondii x G. sturtianum par
G. hirsutum, puis en autofécondant pendant plusieurs
générations les meilleures souches obtenues [23]. Une analyse menée
sur ce matériel au moyen de marqueurs microsatellites cartographiés
a permis de mettre en évidence l’implication de trois fragments de
chromosomes différents de l’espèce G. sturtianum dans
l’expression de l’inhibition de la synthèse du gossypol uniquement
dans la graine. Au moins un de ces trois fragments de chromosome
devrait être porteur d’un facteur de létalité qui s’exprime à
l’état homozygote [24]. Des travaux sont actuellement en cours en
collaboration avec l’école nationale supérieure d’agriculture de
Thiès au Sénégal pour tenter de briser la liaison rédhibitoire
existant entre gènes de létalité et facteurs responsables de
l’inhibition de la synthèse du gossypol uniquement dans la graine.
La sélection du matériel présentant le caractère recherché dans ce
programme se fonde sur une méthode de quantification visuelle de la
teneur en gossypol de chaque graine mise au point à Gembloux par
Benbouza et al. [25].
Dans le but de développer des variétés commerciales de cotonnier
Upland résistantes au nématode réniforme (Rotylenchulus reniformis)
qui constitue une menace majeure pour la production de coton en
Amérique du Nord et du Sud, un hybride trispécifique incluant
G. hirsutum comme espèce receveuse, G. longicalyx comme
espèce donneuse de la résistance recherchée et G. thurberi
comme espèce pont a été créé à Gembloux selon la méthode
pseudophylétique d’introgression. Les tests de résistance au
nématode réniforme réalisé sur l’hybride HTL obtenu et sur
l’allohexaploïde de synthèse G. hirsutum x G. longicalyx
ont mis en évidence une quasi-absence d’attaques de R. reniformis
chez les plantes contenant les treize chromosomes du génome de
G. longicalyx. Le rétrocroisement de l’hybride HTL par
différentes variétés de G. hirsutum est en cours.
Nouvelles variétés commerciales de high quality cotton
Certaines des plantes issues du rétrocroisement par
G. hirsutum de l’hybride trispécifique G. arboreum x
G. thurberi x G. hirsutum qui produisaient des fibres
présentant un niveau exceptionnel de résistance à la rupture ont
été introduites dans un schéma de sélection cumulative afin de
briser les linkats existant entre la haute ténacité de leur fibre
et leur très faible rendement à l’égrenage [26]. Les meilleures
lignées obtenues après trois cycles de sélection cumulative ont été
croisées avec le cultivar élite local « NC8 » de
G. hirsutum et leur descendance a subi une sélection
généalogique qui a abouti en 1976 au choix d’un cultivar à la
fois très productif, bien adapté aux conditions de culture locale
et produisant des fibres à très haute valeur technologique, la
variété Zaïre 407-1832 [27].
Par la suite, la variété Zaïre 407-1832 et plusieurs
lignées directement introgressées par G. anomalum,
G. raimondii et G. thurberi ont servi de matériel de base
pour lancer un second programme de sélection cumulative qui a
abouti à la création de cotonniers produisant des fibres de qualité
exceptionnelle (lignée S.C.G.) [27]. Le tableau 3( Tableau 3 ) montre les améliorations obtenues pour
les meilleurs matériels issus de travaux d’amélioration par
hybridation interspécifique à la station de recherche de Gandajika
au cours des deux phases successives de sélections cumulative et
généalogique menées jusqu’en 1990 grâce au soutien de la
coopération belge et à l’encadrement des chercheurs de
Gembloux.
Tableau 3 Progrès obtenus en République démocratique du
Congo (RDC) par les programmes d’amélioration interspécifiquesTable
3. Progress obtained in the Congo Democratic Republic (CDR) through
the interspecific improvement programme.
|
Caractéristiques comparées
|
TémoinCultivar NC8
|
Cultivar (ATH)Zaïre 407-1832
|
CultivarSCG 471-149
|
|
Rendement en coton-graine (% témoin)
|
100
|
141
|
152
|
|
Rendement en fibre (% témoin)
|
100
|
147
|
165
|
|
Rendement à l’égrenage (%)
|
37,2
|
38,8
|
42,1
|
|
Poids moyen capsulaire (g)
|
5,7
|
6,4
|
6,9
|
|
Poids de 100 graines (g)
|
10,3
|
11,4
|
12,8
|
|
Longueur de la fibre (halo) (mm)
|
31,7
|
32,2
|
33,5
|
|
Longueur moyenne (mm)
|
24,6
|
24,8
|
24,6
|
|
Longueur moyenne moitié supérieure (mm)
|
27,6
|
28,1
|
29,2
|
|
Ratio d’uniformité (%)
|
89,6
|
88,57
|
84,83
|
|
Ténacité de la fibre (Pressley) (1 000 psi)
|
76,9
|
93,6
|
96,2
|
|
Ténacité de la fibre (stélomètre) (g/tex)
|
18,8
|
21,6
|
21,9
|
|
Élongation de rupture (%)
|
6,32
|
4,66
|
4,46
|
|
Maturité (%)
|
69
|
76
|
75
|
Conclusions et perspectives
Les travaux réalisés dans le monde au cours des soixante dernières
années ont abouti à des résultats très intéressants au niveau de
l’amélioration génétique de la principale espèce de cotonnier
cultivé, G. hirsutum. Ces résultats montrent que l’application
des outils disponibles actuellement pour l’amélioration du
cotonnier par hybridation interspécifique devrait permettre
l’exploitation de la diversité génétique de presque toutes les
espèces diploïdes du genre Gossypium. Ces espèces constituent un
énorme réservoir de gènes d’intérêt agronomique utilisables pour
l’amélioration de la productivité de la culture du cotonnier et de
la qualité de sa fibre. Parmi les caractères les plus intéressants
qui pourraient être transmis à partir des cotonniers diploïdes nous
pouvons citer : la chute précoce (G. armourianum,
G. harknessii, G. turneri) ou la très faible taille des
bractées (espèces du génome G), la courbure du pédicelle vers
le bas (espèces du génome C et K), la résistance à la
sécheresse (G. aridum, G. stocksii, G. areysianum,
G. bickii et d’autres), la tolérance à la salinité
(G. davidsonii), la tolérance aux basses températures
(G. sturtianum), la résistance partielle ou totale à de très
nombreux ravageurs et maladies (la plupart des espèces diploïdes).
Comme dans le cas de l’amélioration des caractéristiques
technologiques de la fibre, la découverte de nouveaux caractères
non observables chez les parents et liés à l’existence de
combinaisons de gènes totalement nouvelles peut également se
produire chez les nouveaux hybrides interspécifiques qui seront
créés. Le développement récent de cartes génétiques du cotonnier
constitue une avancée importante pour l’emploi des marqueurs
moléculaires de l’ADN dans les travaux d’amélioration génétique de
cette culture [28, 29]. Ces cartes permettront d’améliorer
fortement l’efficacité de la sélection et de l’introgression de
gènes contrôlant l’expression de caractères d’intérêt dans la
descendance des hybrides interspécifiques, tout en facilitant
l’élimination du matériel génétique indésirable.
Les travaux menés actuellement à Gembloux participent aux
efforts de la communauté scientifique internationale pour rendre la
culture du cotonnier plus rentable tout en limitant ses impacts
parfois nocifs pour l’environnement. Ils devraient aboutir dans un
futur relativement proche au développement de nouvelles variétés
commerciales présentant une inhibition de la synthèse du gossypol
uniquement dans la graine. La création de tels cotonniers
constituera une contribution majeure à la lutte contre la
malnutrition dans les pays en développement producteurs de coton.
Les travaux en cours à Gembloux devraient également donner bientôt
naissance à de nouvelles variétés commerciales totalement
résistantes au nématode réniforme, ce qui se traduira par une
réduction drastique de l’emploi de nématicides particulièrement
dommageables pour l’environnement. L’isolation prochaine des treize
lignées monosomiques d’addition de G. autrale sur
G. hirsutum permettra des avancées prometteuses pour la
génétique du cotonnier, tant au niveau fondamental qu’appliqué.
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March 2003. Pretoria : Agricultural research council ;
Institute for industrial crops, 2004.
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15 Demol J, Verschraege L, Maréchal R.
Utilisation des espèces sauvages en amélioration cotonnière.
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March 2003. Pretoria : Agricultural research council ;
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24 Benbouza H, Lacape JM, Jacquemin JM, Baudoin JP, Mergeai G.
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World cotton Research Conference – 3. Cape Town, South Africa 9-13
March 2003. Pretoria : Agricultural research council ;
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semaine d’étude des problèmes intertropicaux, 11-15 septembre 1972,
Gembloux, Belgique).
27 Mergeai G, Ndungo V, Follo A, Delhove G,
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les zones cotonnières méridionales du Zaïre. Résultats des essais
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28 Lacape JM, Nguyen T, Thibivilliers S,
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hybrides trispécifiques (Gossypium thurberi Tod. x G. anomalum
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46 Vroh Bi I, Baudoin JP, Mergeai G. Cytogenetics
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47 Vroh Bi I, Baudoin JP, Hau B, Mergeai G.
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