Variabilité après culture in vitro : étude génétique à partir de culture de protoplastes chez Nicotiana sylvestris : description des plantes régénérées chez Medicago lupulina
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Medicago lupulina and Nicotiana sylvestris were used to attempt improvement of regenerating capacity after successive cycles of in vitro culture, and to study variability among regenerated plants. I. RESULTS CONCERNING MEDICAGO LUPULINA:Plants were regenerated from tissue culture after a hormonal shock and the factors affecting regeneration were determined. Regenerated buds were observed on the basal extremity of cultured explants. A second culture cycle produced a slight increase in regeneration capacity. Plants regenerated without going through a callus stage and some of their selfed progeny showed morphological abnormalities. II. RESULTS CONCERNING NICOTIANA SYLVESTRIS: Three successive cycles of protoplast culture and plant regeneration were performed (PR1, PR2, PR3) during which an increase in regeneration capacity was observed. Heterogeneity of both quantitative characters and qualitative mutations in regenerated plants and their progeny was shown to increase with the number of culture cycles. Nearly all PR3 plants showed chromosomic abnormalities. About thirty diploid mutants were obtained, one of which was a chlorophylian PR2 mutant showing a chlorophyl b deficiency with semi-dominant nuclear heredity. Plants regenerated from this mutant showed somatic variations wether or not they had gone through a callus stage. Three other plants were regenerated from a single callus, two of which were shown to be cytoplasmic male sterile (CMS), the third being fertile. Chloroplastic DNA from these three plants was identical to wild type. Mitochondrial DNA variations appeared in these three lines with deletions in the two CMS. By studying a reciprocal cross between a wild plant and the fertile mitochondrial DNA variant the cytoplasmic variation was shown to affect eleven quantitative characters.
Abstract FR:
Medicago tuputina et Nicotiana sytvestris ont été utilisées pour essayer d'améliorer la capacité de régénération grâce à des cycles successifs de culture in vitro, et pour étudier la manifestation de la variabilité chez les plantes régénérées. I. RESULTATS CHEZ MEDICAGO LUPULINA: Les conditions régénération des plantes après culture de tissus en utilisant un choc hormonal, ainsi que les facteurs conditionnant la régénération ont été mis au point. Les bourgeons régénérés sont observés sur l'extrémité basale des explants mis en culture. Un second cycle de culture provoque une légère augmentation de la capacité régénération. Les plantes régénérées sans passage par cal et certaines des leurs descendances en autofécondation montrent des anomalies morphologiques II. RESULTATS CHEZ NICOTIANA SYLVESTRIS: Trois cycles successifs de culture de protoplastes et de régénération de plantes ont été effectués (PR1, PR2, PR3), au cours desquels une augmentation de la capacité de régénération a été constatée. L'hétérogénéité des caractères quantitatifs et des mutations qualitatives des plantes régénérées et de leur descendance augmente avec le nombre de cycles de culture. Pratiquement toutes les plantes PR3 présentent des anomalies chromosomiques. Une trentaine de mutants diploïdes ont été obtenus, parmi lesquels: Un mutant chlorophyllien PR2 qui présente une déficience en chlorophylle b à hérédité semi-dominant nucléare. Les plantes régénérées avec ou sans passage par cal à partir de cultures de tissu de ce mutant manifestent des variations somatiques. D'autre part, parmi les trois plantes (PR2) régénérées à partir d'un même cal, 2 se sont révélées mâles stériles cytoplasmiques (CMS), et la troisième fertile. L'ADN chloroplastique de ces 3 plantes est identique à celui de la plante sauvage. Des variations de l'ADN mitochondrial de ces 3 lignées ont été mises en évidence, les CMS présentant notamment des délétions. L'étude d'un croisement réciproque entre une plante témoin et la plante régénérée fertile mais possédant des variations de l'ADNmt montre qu'un effet cytoplasmique joue sur 11 caractères quantitatifs.