Cotton collecting in three South American countries (II)

Le cotonnier spontané et le cotonnier traditionnellement cultivé est en voie de disparition pour diverses raisons notamment parce que la population locale ne l'utilise pas de manière régulière, parce qu'on a introduit des cultivars modernes et que le gouvernement a entrepris des programmes d'éradication. Une mission, en plusieurs étapes, pour la collecte de spécimens de cotonnier subspontané est financée par le CIRPG et organisée par l'Institut de recherche du coton et des textiles exotiques (IRCT) depuis 1980. Cette série de rapports étudie les missions effectuées dans un groupe d'îles des Caraïbes (de janvier à mars 1980) en Guyane française, au Venezuela et en Colombie (de janvier à mars 1981), au Pérou (en octobre 1981) et au Mexique (de février à mars 1982). Les deux premiers rapports sont publiés dans le présent numéro du bulletin. (Résumé d'auteur

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium hirsutum L. et G. barbadense L. II - Les facteurs induisant des anomalies de fertilité

Les analyses du contenu des capsules obtenues selon diverses modalités de pollinisation ont permis de mettre en évidence plusieurs mécanismes importants qui agissent pour amoindrir la fertilité des lignées hybrides stabilisées à partir du croisement entre Gossypiurn hirsutum et G. barbadense. On a montré que le taux d'utilisation de leurs ovules est généralement inférieur à celui des variétés d'origine et qu'il s'ensuit une étroite corrélation avec le rendement. L'avortement des ovules est la conséquence de divers mécanismes qui, entraînent des échecs à la fécondation. Il s'agit essentiellement d'un apport pollinique insuffisant pouvant en premier lieu être dû à des particularités morphologiques ou à des caractères génétiques. Mais, même en établissant artificiellement un régime de surpollinisation, la fertilité n'est pas restaurée pour autant de par l'intervention, dans le stigmate et dans le style de cribles polliniques agissant à différents niveaux selon le type de pollen utilisé. Le degré d'efficacité de ces cribles est en étroite relation avec le génotype de la lignée femelle, et il dépend ensuite de la quantité et de la nature du pollen. Le meilleur niveau d'utilisation des ovules est toutefois atteint en utilisant le pollen propre à la lignée qui sert comme parent femelle. Cette préférence semble une situation commune aux croisements interspécifiques de cotonnier. C'est de l'apport pollinique trop restreint en autofécondation que provient l'apparente supériorité de la fécondation libre. Un bref inventaire de nos connaissances actuelles sur les problèmes de barrages chez Gossypium termine la discussion des résultats

Gossypium survey. Collecting in Peru (III), collecting in Mexico (IV), present survival of sub-spontaneous cotton

Ces dernières années, le CIRP a organisé avec le concours de l'Institut français de recherches du coton et textiles exotiques (IRCT) une mission en plusieurs phases pour récolter des spécimens de cotonniers subspontanés. Les spécimens récoltes a l'intérieur du Pérou lors d' une mission effectuée en octobre 1981 variaient du point de vue de la couleur, de la fibre et de la forme des graines; lors d'une autre mission conduite dans le sud du Mexique en février-mars 1982, des échantillons de Gossypium hirsutum ont été récoltes et la gamme des G-hirsutum de la race du Yucatan a été passée en revue

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium hirsutum L. et G. barbadense L.I - L'obtention de lignées stables; la description et la comparaison de quelques lignées types

Le choix approprié de plantes F2, dans le croisement entre Gossypium hirsutum et G. barbadense permet, uniquement par fraction généalogique et sous réserve d'éliminer les phénotypes Qui correspondent à des regroupements de caractères parentaux, d'obtenir la stabilisation complète et parfois rapide de lignées hybrides. Celles-ci présentent entre elles une large diversité morphologique. Huit lignées représentatives de la dispersion de la collection font l'objet d'une description. Le dendrogramme montre que certaines ressemblent à l'un ou l'autre des parents d'origine, d'autres sont une mixture de caractères parentaux sans altération visible, d'autres, enfin montrent des faciès très nouveaux. La discussion pose à nouveau le problème de la préservation des associations parentales et évoque la découverte d'une lignée semigamétique susceptible de fournir de nouvelles informations sur le sujet et d'accélérer le processus de stabilisation

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium hirsutum L. et G. barbadense L. III - Déterminisme génétique des anomalies de fertilité

Les lignées hybrides stables en provenance au croisement entre Gossypium hirsutum (variété Allen 151) et G. barbadense (variété Mono) ont un rendement inférieur à celui des parents. Le croisement de ces lignées hybrides tout d'abord par les parents d'origine, puis entre elles selon un schéma diallèle, a mis en évidence des phénomènes de stérilité identiques à ceux maintes fois observés dans la F2 du croisement des espèces parentales. L'analyse des ségrégations du caractère " fertilité " permet de supposer que les divers niveaux de fertilité des lignées hybrides sont attribuables à des gènes. Le modèle explicatif proposé rend compte à la fois de la fixité et des différents niveaux de fertilité, ainsi que des variations constatées dans la descendance des croisements. Le déterminisme génétique du caractère repose sur un mécanisme plurifactoriel et une explication cohérente des faits nécessite !intervention d'interactions géniques qui soulignent l'importance de la notion de complexes équilibrés de gènes. Ce mécanisme polygénique peut jouer un rôle dans la nature, en tant que barrière spécifique malmenant l'intégrité des formes parentales

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium L. et G. barbadense L. V - Séparation et importance relative des effets géniques pour le rendement en fibre et la longueur

Deux caractères quantitatifs, le rendement en fibre et la longueur, sont particulièrement importants dans le domaine de l'amélioration du cotonnier. Ils ont été étudiés à partir de 16 croisements, d'une part. 8 lignées hybrides venant d'un croisement entre Gossypium hirsutum et G. barbadense, d'autre part, les 2 espèces parentales représentées par les variétés Allen 333-57 et Mono. La séparation et l'estimation des effets géniques a été faite selon la méthode d'HAYMAN, à partir des moyennes des générations parentales, F1, F2 et les deux croisements de retour. En ce qui concerne le rendement en fibre, les valeurs F1 sont intermédiaires entre les valeurs parentales, avec une chute importante du caractère en F2. Les X2 d'épistasie sont hautement significatifs pour 15 des croisements. L'épistasie, considérée globalement, tend à augmenter les moyennes F1, mais à diminuer les F2. La séparation des effets géniques sur la base du modèle à 6 paramètres montre des phénomènes d'additivité significatifs, bien que vraisemblablement sous-estimés ; les relations épistatiques aa et dd sont prédominantes et seraient plus importantes dans les croisements effectués par la variété Mono. La longueur de fibre se caractérise par un hétérosis en F1, la dépression en F2, variant selon le croisement considéré. Tous les X2 d'épistasie, sauf un, sont hautement significatifs. L'épistasie, sans grande influence sur les moyennes F1 joue un important rôle dépressif sur les F2, Le modèle à 6 paramètres montre des phénomènes d'addivité minimes, la dominance et les relations épistatiques aa et dd prenant en charge la majeure partie de la variation observèe. Les croisements appartiennent presque tous au type dit complémentaire. La discussion porte évidemment sur la validité d'est1matlon des paramètres, spécialement pour les cas considérés Ici où le rôle de l'épistasie paraît majeur, et sur les divers facteurs susceptibles d'introduire uri biais dans ces estimations. Une étude antérieure sur le même matériel avait toutefois montré que l'AGC pour ces deux caractères était nettement supérieure à l'ASC. Ces types de réponses font qu'il devient difficile de préconiser le schéma de sélection le plus apte à extérioriser de fortes valeurs de ces caractéristiques, la sélection récurrente réciproque pouvant être une des solutions à ce problème

Les modifications induites par la substitution complète de la paire de chromosomes A6 de Gossypium hirsutum par l'homologue de G. barbadense

A partir du croisement entre Gossypium hirsutum et G. anomalum, certains défauts dans rappariement chromosomique ont permis d'obtenir deux plantes monosomiques, correspondant respectivement aux chromosomes A6 et A7 du cotonnier. Ces plantes ont été utilisées en vue de la fabrication de lignées de substitution interspécifique, l'une des· paires de chromosomes de G. hirsutum étant remplacée totalement par son homologue présumé de G. barbadense. Ce travail n'a pu être poursuivi jusqu'à son achèvement pour le chromosome A7, par suite de la disparition dans les descendances successives du type monosomique. Par contre, avec le chromosome A6 et après 6 générations de croisements de retour sur G.- hirsutum, il a été possible d'obtenir trois populations : l'une possède 25 bivalents hirsutum + 1 bivalent barbadense, l'autre 25 bivalents hirsutum + 1 bivalent hirsutum-barbaàense, la troisième représente le type G. hirsutum pratiquement pur. La confrontation de ces trois populations a conduit aux résultats suivants : - En ce qui concerne la morphologie, aucune différence entre les trois populations n'a été relevée. - La substitution chromosomique complète par un bivalent de G. barbadense est sans influence notable sur la hauteur des plantes, le poids capsulaire et le seed-index. On observe, par contre, une baisse du rendement en coton-graine (liée probablement à un nombre moindre de capsules par plante), ainsi qu'une chute du rendement en fibre. A l'inverse certains caractères relatifs ·à la technologie de fa fibre sont améliorés : longueur, uniformité, micromaire. - Dans la population caractérisée par un bivalent hybride, formé d'un chromosome de G. hirsutum confronte au chromosome homologue- de G. barbadense, on constate un véritable hétérosis négatif du rendement en fibre et du micronaire, dont l'amplitude, spécialement pour le premier caractère cite, n'est pas sans rappeler les phénomènes bien connus chez l'hybride F2, entre G. hirsutum et G. barbadense. Inversement cet état chromosomique hybride améliore la longueur de la fibre, même comparativement à la lignée de substitution complète. - Les deux populations de substitution montrent, par rapport à G. hirsutum, un réseau différent de corrélations entre les caractères quantitatifs. L'établissement de ce nouveau système se fait principalement à partir des caractères dont des fluctuations des moyennes ont été constatées. La lignée de substitution interspécifique, compte tenu de la suppression d'un certain nombre de corrélations négatives présentes chez G. hirsutum, peut représenter un intéressant point de départ à l'amélioration

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium hirsutum et G. barbadense. VII - Ségrégation de gènes gouvernant des caractères qualitatifs

Dans la descendance des hybrides d'espèces de cotonniers, on observe fréquemment des ségrégations anormales et des associations préférentielles. Nous avons recherché s'il en allait encore de même dans de nouvelles formules de croisements obtenues entre, d'une part des lignées hybrides stables (en Fe ou en Fi<) provenant de l'hybridation G. hirsutum X G, barbadense, d'autre part l'un ou l'autre des parents d'origine. Les observations, sur générations F2, et croisements de retour, ont eu lieu en 1969 et en 1974 et ont porté sur cinq caractères connus pour être indépendants: maculature du pétale (gêne R2), couleur du pétale (gène Y1) et du pollen (gène P1), pilosité de la graine et couleur de la fibre. En dehors de quelques exceptions, une remarquable constance dans les résultats a été observée entre croisements réciproques, mais aussi entre les deux années d'observation. Si des situations anormales sont fréquentes dans les générations F2, elles sont généralement plus proches de la normale dans les croisements de retour. Les ségrégations non conformes aux hypothèses mendéliennes sont constatées avec le gène R2, principalement, mais aussi avec Y1, Elles sont pratiquement toutes caractérisées par un excès de phénotypes récessifs, et ce phénomène est ici accentué par rapport aux situations rencontrées dans les premières générations du croisement G. hirsutum X G. barbadense. Des phénotypes récessifs peuvent même apparaitre accidentellement dans des ségrégations où seul le phénotype dominant devrait normalement être présent. Dans les croisements rapportés ici, la graine vêtue des lignées hybrides s'est toujours montrée dominante sur la graine nue de la variété Mono de G. barbadense (cas d'inversion de dominance par rapport à un contexte purement hirsutum). L'existence de deux loci, distants d'environ 28 unités de recombinaison, est postulée pour expliquer les situations rencontrées, mais il est vraisemblable que l'hérédité du caractère est complexe. Une coloration brun acajou de la fibre, apparue spontanément dans la génération F2 du croisement des espèces parentales, est dominante sur la fibre blanche, les ségrégations sont normales. Les associations préférentielles rencontrées sont toujours en faveur des formules reproduisant les génotypes parentaux et, en conséquence, toutes les recombinaisons de caractères sont désavantagées. Si les anomalies de ségrégations se sont accentuées, par contre, les associations préférentielles fréquentes en 1969 (où elles intéressaient essentiellement les gènes R2 et Y1) ont pratiquement toutes disparues en 1974, donc après cinq nouvelles générations d'autofécondations, Toutes les observations rapportées ici font l'objet d'une discussion comparant entre autres nos propres résultats et ceux obtenus par d'autres auteurs

L'amélioration du cotonnier Gossypium hirsutum par hybridation interspécifique : utilisation des espèces G. barbadense et G. stocksii

Afin de créer des variétés nouvelles adaptées aux particularités écologiques de la culture cotonnière en Afrique tropicale, il a été examiné divers aspects du problème consistant à remanier Gossypium hirsutum par introgression de matériel génétique provenant d'autres espèces, cultivées (G. barbadense) ou sauvages (G. stocksii) dans le cas présent. Le choix approprié de plantes dans la génération F2 du croisement entre G. hirsutum et G. barbadense permet, uniquement par filiation généalogique, mais moyennant certaines contraintes, d'obtenir fa stabilisation de lignées hybrides. Celles-ci montrent une diversité génétique considérable ; huit lignées représentatives de la dispersion de la collection obtenue sont décrites et comparées. A l'aide de gènes marqueurs, on a montré l'existence de ségrégations anormales (excès de phénotype récessif) et d'associations préférentielles (en faveur des formules parentales). L'infécondité des lignées hybrides est due à des taux parfois élevés d'avortement des ovules, conséquences d'échecs à la fécondation; ceux-ci résultent de barrages, qui s'opposent à la germination du pollen ou à la progression des tubes polliniques. Le déterminisme génétique de la fertilité est expliqué par la mise en oeuvre de peu de différences géniques, avec des effets mutuels de répression entre les gènes issus des deux espèces parentales, assurant l'isolement reproducteur de celles-ci. Une étude de l'hérédité de certains caractères quantitatifs Importants, par la voie des croisements diallèles, a montré l'importance de l'aptitude générale à la combinaison, la présence d'allélisme multiple, de linkage et d'épistasie. Une synthèse du contrôle génétique a été établie pour chaque ·caractère. Diverses considérations amènent à penser que les lignées hybrides se comportent comme des entités aspécifiques. Les manipulations génétiques effectuées lors du croisement entre G. hirsutum et G. stocksii ont permis d'analyser la descendance d'une plante trisomique double (26 l1 hirsutum + 2 1 stocksii) fertile et vigoureuse. Tous les types caryologiques prévisibles ont été rencontrés (à une exception), chacun d'eux correspondant à un phénotype particulier. Les chromosomes surnuméraires restent actifs, mais à l'action propre· de chacun d'eux· se superpose une interaction lorsqu'ils coexistent. Ils ne maintiennent toutefois pas systématiquement l'intégrité de leurs structures et de leurs fonctions lors de leur passage à travers la méiose. Toutes les constitutions aneuploïdes montrent un désavantage au point de vue de la fécondité, et possèdent des caractères agronomiques défavorables. Plusieurs races d'addition disomique ont été obtenues, ou G. hirsutum se voit augmenté de chromosomes des espèces sauvages G. anomalum ou G. stocksii ; certaines d'entre elles pouvant être mises en parallèle ont été confrontées et l'analyse caryologique de la F1, a été faite comparativement à celle des races d'addition parentales. Cette analyse a révélé que ; l'appariement du bivalent surnuméraire est généralement atténué ; certains chromosomes anomalum ou stocksii sont parfaitement interchangeables ; la conjugaison de la paire hybride de chromosomes en surnombre varie selon les chromosomes en cause. La validité du taux d'appariement est discutée, en tant qu'indice pour tester les affinités chromosomiques chez les hybrides d'espèces

Les lignées hybrides issues du croisement entre Gossypium hirsutum L. et G. barbadense L. VI - Le contrôle génétique de 7 caractères quantitatifs

Sept caractères quantitatifs : hauteur, nombre de capsules, seed-index, rendement en fibre longueur, micronaire et résistance de la fibre, ont été analysés selon la méthode d'HAYMAM à la suite de croisements diallèles, poursuivis jusqu'à la génération F, et effectués à partir de huit lignées hybrides stables. Par rapport aux hypothèses du modèle, les déviations constatées sont dues à la présence : - d'allélisme multiple pour tous les caractères où un test a offert la possibilité de le détecter, - de liaisons entre les gènes qui interviennent dans l'hérédité d'un caractère, exception faite du seed-index. Ces liaisons consistent dans la majorité des cas en un groupement de gènes à effets identiques, - de relations épistatiques très intenses chez trois caractères : seed-index, rendement en fibre et longueur. Les parents qui montrent des relations épistatiques significatives, sont (es plus aptes à donner une descendance où celles-ci sont présentes. quoique généralement de signe inverse par rapport aux déviations parentales. Compte tenu des défauts d'hypothèses constatés et de la complexité du fonctionnement génétique des caractéristiques, l'interprétation des résultats a été faite à l'aide de deux méthodes complémentaires, l'une graphique et l'autre statistique. On a donné pour chaque caractère une synthèse de son contrôle génétique qui indique l'héritabilité, les facteurs de déviations, le degré moyen de dominance et le sens de celle-ci, une estimation, évidemment imparfaite, du nombre de gènes en cause, la répartition dans la population parentale des allèles dominants et récessifs, les génotypes les moins courants. La discussion porte sur la sensibilité du test Wr1 – Vr1, à détecter la conformité avec le modèle théorique, et sur importance dans notre matériel des facteurs de déviations (allélisme multiple, linkage, épistasie) comparé à ce que l'on connait dé1a par la littérature, Elle se termine par une confrontation entre les résultats de divers croisements diallèles généralement effectués à partir de variétés de G. hirsutum, et nos propres observations. Il apparait que dans le matériel présentement analysé, matériel dérivant quant à lui d'une hybridation interspécifique, les phénomènes de dominance et aussi les relat1ona épistatiques propres à certains caractères, prennent ici une importance accrue, Le contrôle génétique des caractères, lui aussi différent, confirme que ces lignées hybrides ont un comportement rappelant surtout Je contexte interspécifique