Merci à Teaspoune bien connu sur G&P pour cet article très intéressant sur les semences
A la fin de cette page vous trouverez un lexique sur certains termes utilisés.

 

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On va distinguer les semences potagères que vous achetez pour votre jardin, des semences de céréales de grandes cultures intensives. On parle de « races » chez les animaux, et de « variétés » chez les végétaux, ou « cultivars ».

 I - Les semences potagères

L’évolution des quantités de nouvelles variétés est presque exponentielle ! Il s’en crée chaque année.
À l’heure où il est à la mode de retrouver des «  légumes oubliés » ou des « variétés anciennes », cet article peut sembler prendre le contre-pied de la tendance. Les variétés anciennes sont importantes à conserver pour pouvoir y revenir en cas d’accident survenu à toute une espèce cultivée, comme ça s’est vu pour la vigne et le phylloxera, et pour la pomme de terre et le mildiou.
Mais vous avouerez que les variétés hybrides de légumes sont plus faciles à germer, plus résistantes (pas toujours mais souvent) et apportent une grande variété de goûts ; sans compter la facilité à cultiver aujourd’hui des espèces qui étaient avant réservées à des climats précis et restrictifs.
Avant, les haricots verts avaient des fils, les courgettes « couraient », il fallait ramer toutes les variétés de pois , …

 Les semenciers créent de nouvelles variétés « parentales » (voir II) et, avec elles, ils font des hybrides F1.

 
Qu’est-ce qu’un F1 ?

 Il faut partir de 2 variétés parentales (dans la même espèce, bien sûr), c’est à dire des plantes qui sont homozygotes pour tous les gènes qui nous intéressent.
Par exemple une betterave grosse (mais peu sucrée) et une betterave petite (mais très sucrée). On les croise, et leurs graines donneront une autre variété de betterave, on l’espère grosse et très sucrée. C’est souvent le cas, c’est ce qu’on appelle « la vigueur hybride », l’enfant F1 exprime le plus souvent les meilleurs caractères de chacun de ses parents.
Vous achetez un sachet de cette variété hybride, et vous laissez monter à graine, espérant récolter des semences de la betterave grosse et sucrée : perdu ! si vous croisez les F1 ensemble vous obtenez une génération F2 où il y aura la moitié des plantes issues de vos graines qui seront grosses et sucrées, seulement. Pour les autres, elles laissent réapparaître les caractères parentaux, petite et pas sucrée.

Pour reproduire la bonne variété F1, il faut revenir aux variétés parentales et recommencer les croisements ; et ce n’est pas à la portée de tous !

 Prenons, pour l’expliquer, des pieds de maïs ; tout le monde a déjà vu : le plumeau au sommet est la fleur mâle, elle produit du pollen, ce qui correspond aux spermatozoïdes chez les animaux. Ce pollen féconde, normalement, les ovules situées dessous, en tombant sur les fleurs femelles, lesquelles, fécondées, donnent l’épi de maïs, c’est à dire les bébés, les graines.  Il y a alors une autofécondation, la plante s’est fécondée elle-même.
Pour contrôler le croisement, pour croiser qui on veut, il faut castrer la fleur mâle du parent P1 et le féconder avec le pollen du parent P2, tous deux de lignées pures. Les graines contiendront alors les gènes de P1 ET de P2. C’est un hybride. On fait pareil avec toutes les espèces et toutes les variétés pour réaliser des F1, mais les fleurs sont souvent très petites, et la castration et la pollinisation contrôlée demandent du doigté et une bonne loupe !

 

Pour le maïs, pour le parent femelle, il convient de couper le plumeau mâle
Les épis issus de l’autofécondation du parent « mâle » ne nous intéressent pas.

 

C’est pour ça que vos semences « hybrides F1 » sont un peu plus chères que des variétés parentales ; il y a une manipulation.
Avec des plantes dioïques, les mâles et les femelles sont sur des pieds séparés, c’est un peu plus simple.
Avec des plantes bisannuelles, il faut compter une année de plus pour obtenir les graines.
Avec des arbres, il faut attendre qu’ils arrivent à maturité sexuelle, ça peut être long.
Semencier est un travail de gens patients … Pour un jeune cultivateur qui a des connaissances mais pas beaucoup de terres, ça peut être un travail rentable de produire des semences plutôt que des céréales.

 Voilà pour les hybrides.
Ainsi vous aurez des courgettes jaunes délicieusement sucrées, des navets boules d’or, des betteraves de toutes les couleurs, des pois gourmands, …, mais si vous ressemez les graines qu’ils produisent, vous retombez par moitié dans les variétés parentales moins gustatives ou moins résistantes. Encore une fois, il y a aussi des variétés parentales intéressantes, en particulier quant à leur résistance.

 

À partir d’eux, le semencier peut aussi essayer de produire des NOUVELLES VARIÉTÉS PARENTALES. C’est nettement plus long.
C’est ce qu’on va voir sur l’exemple des semences de céréales.

 
II – Les semences de céréales pour la culture intensive.

 Dans un cahier d’écolier de ma mère (85 ans, en 2013) il y avait écrit, de sa main de petite fille de 8 ans : « le maïs est une céréale qui ne pousse pas à une latitude au-dessus de Valence » ! Que de chemin parcouru par ce maïs en une génération !

 Une variété est dite nouvelle et obtient l’autorisation de mise sur le marché si :
-  elle apporte des caractères vraiment nouveaux (résistance à une maladie, hauteur des tiges, digestibilité de l’amidon, …)
-  elle est plus productive, les rendements sont nettement meilleurs.

 Obtention :

On croise des variétés parentales. Comme on en crée de nouvelles chaque année, il y a toujours de nouveaux croisements à faire. On obtient des F1, comme précisé plus haut.
On croise entre eux ces F1, on obtient des F2 qui recombinent les différents caractères parentaux.

Exemple classique de ce que signifie « recombiner », C’est Grégor Mendel, et ses petits pois, qui a posé les bases de la génétique moderne.
(la plupart des lecteurs connaissant ça par cœur peuvent zapper !) :

 
Mendel croise des pois jaunes et lisses (P1) avec des pois verts et ridés (P2).
En F1, les pois sont tous jaunes et lisses, car « jaune » est dominant sur « vert » et « lisse » est dominant sur « ridé » ; mais ses pois jaunes lisses  F1 sont hétérorygotes, ils renferment, cachés, des allèles « vert » et « ridé ». Les allèles sont différentes formes d’un gènes ; le gène « couleur » a deux formes, « vert » et « jaune ».
(Chez les parents, homozygotes, il n’y a qu’une seule forme d’allèle par gène, les verts lisses portent 2 allèles « verts », et deux allèles « lisses », etc)

 

En F2, descendants du croisement de F1, c’est à dire d’hétérozygotes pour les deux gènes, il y aura des pois verts ridés, jaunes lisses, comme les parents, mais aussi verts lisses et jaunes ridés, qui n’existaient pas ; il apparaît des combinaisons d’allèles qui n’étaient pas chez les parents, ce sont des recombinés.

 

 

  Il y a aussi des échanges de bras de chromosomes, qui font apparaître d’autres sortes de recombinants et qui apportent encore de la nouveauté. 

 Parmi ces pois, quels que soient leurs caractères exprimés, il y en a des « purs » pour un gène et pas pour l’autre ; certains peuvent porter, par ex, deux fois l’allèle « vert » ils sont purs pour le gène « couleur » et porter « ridé » et « lisse », ils sont lisses mais pas purs, ils sont hétérozygotes pour le gène « contient de l’amidon ». (c’est la grande quantité d’amidon qui fait un pois lisse ; les ridés sont meilleurs, moins farineux ! ils ont l’aspect lisse à la cuisson) .

 

Pour le blé, c’est pareil, sauf que la fécondation s’est faite au petit pinceau après castration à la pince fine …

Castration des fleurs de blé

En vrai, Mendel, dans les années 1870, a tout compris avec ses petits pois, mais dans une variété nouvelle il y a énormément de gènes qui s’expriment, tous pouvant être homo ou hétérozygotes, la sélection selon des critères « mendeliens » devient difficile. La sélection va être un peu plus empirique, c’est à dire, dans un premier temps, sans savoir exactement quels gènes sont concernés. On va le savoir plus tard.

 
Méthode de sélection traditionnelle :

 On croise, donc, deux variétés de blés de lignées pures et différentes entre elles.

                       P1   X    P2   ,    P comme « parent »

  On récolte les F1 , hybrides,  on les sème et on les croise.

                       F1  x  F1, donne des pieds F2

 En F2 , deuxième génération d’hybridation, apparaissent (ou pas), (perdu !), des pieds de blé ayant des caractères nouveaux ; il faut maintenant les fixer, c’est à dire obtenir des lignées pures de ces caractères, de manière à ce qu’en les croisant entre eux on obtienne toujours la même variété.

 F3 : on ne sème que les graines venant de pieds portant les caractères nouveaux ; disons 10 graines. De ces graines, certaines sont hétérozygotes, elles ne vont donner que 30% de pieds portant les bons caractères. On garde leurs graines, on jette les autres. On sème les bonnes.

 F4 : On obtient Une bonne centaine de graines, dont 50% sont les « bonnes » et on recommence.

 F5 : On obtient quelques milliers de graines dont 70% sont les bonnes. On recommence … On peut passer aux essais en parcelles dans un champ. ; on a, à ce moment, environ 10 000 parcelles différentes à surveiller !

Il faut compter 5 ans au moins, après F2, pour avoir 90% de bonnes graines et un gros million de semences. On dit alors que la variété est fixée ; on commence les essais en plein champ. Oui, c’est du boulot, et ça a intérêt à être bien suivi, bien étiqueté, sinon ça ne sert à rien !

 

Essais en parcelles

Méthodes modernes :

 Les biologistes ont trouvé à zapper ces années : quand ils ont des F2 portant les bons allèles (abusivement, on peut dire « les bons gènes »), ils sèment le grain qui donne un pied puis des fleurs ; ils « fécondent » la fleur de blé avec du pollen de maïs ; vous avez bien lu, et je ne dis pas de bêtise ! La plante continue son cycle, le pollen lui a « dit » de continuer à faire de la graine. Mais elle rejette les chromosomes du maïs et donne une cellule haploïde, qui n’est pas encore une graine, avec seulement la moitié des chromosomes; il faut la traiter à la colchicine, une molécule extraite de la Colchique, pour doubler le stock chromosomique à l’identique : on obtient une plante qui porte les bons gènes et entièrement homozygote. Le tour est joué, on n’a plus qu’à la multiplier.

 

Comment savoir qu’elle porte les « bons » gènes ?

Là aussi, c’est du travail pointu de biologiste. On sait aujourd’hui fabriquer des séquences d’ADN sur mesure, c’est à dire qu’on ajoute dans l’ordre souhaité des nucléotides portant les bases A,T,G,C, comme on ferait un collier de perles. La « machine » est la PCR (réaction de polymérisation en chaîne, grâce à des nucléotides libres et de l’enzyme ADN-polymérase).

On fabrique donc des séquences de brins d’ADN complémentaires des gènes dont on a remarqué que la plante qui les porte exprime les caractères recherchés. Ces brins sont marqués par un colorant.

On extrait l’ADN d’un pied de blé et on le mélange avec notre séquence d’ADN de synthèse : si le gène recherché est présent, le brin d’ADN synthétisé, que les semenciers appellent « marqueur » et les biologistes nomment « une sonde », vient se fixer sur l’ADN extrait, soit une partie des chromosomes de la plante étudiée. Si c’est positif, on sème la graine qui porte à coup sûr les bons gènes (enfin, sa jumelle, car la première est broyée), on n’a dépensé que deux ans.

 

C’est ici qu’intervient un débat.

Le cultivateur qui a acheté ses graines de variété nouvelle chez un semencier peut-il en garder un sac pour les ressemer l’an prochain, sans passer par le semencier ?

-         Pratiquement, oui. Ceci dit, on se souvient du scandale de Monsanto qui avait ajouté un gène « Terminator » à ses graines de maïs OGM, lequel gène empêchait la germination des grains récoltés par le cultivateur ; le cultivateur était obligé de repasser commande …

-         Scandale aussi, dans un autre domaine de recherche, sur des souris « brevetées » pour servir de support à des expériences. Peut-on breveter le Vivant ? Peut-on empêcher un cultivateur de ressemer les graines qu’il a fait pousser ? Il y a eu des procès !

-         Mais du point de vue du semencier, toutes les années de recherche, les salaires des ingénieurs agronomes et biologistes, il a tout perdu si le droit de ressemer les graines si chèrement sélectionnées est acquis au cultivateur.

 

 Après des années de procès et de débats, il a été décidé que le cultivateur pouvait ressemer, à condition de verser quelque chose au semencier. Cette décision a apaisé tout le monde et semble juste aux deux partis.

 

D’autre part, la fameuse « guerre des semences » des années 70 semble terminée. Aujourd’hui, au contraire, on s’envoie, on échange des graines pour qu’elles soient testées sous d’autres climats, entre semenciers, gros et petits.

Bon, il y en a toujours qui tentent de tricher un peu, mais aujourd’hui on sait bien tracer l’hérédité d’un cultivar, le tricheur est sûr de perdre son procès s’il est découvert.

Il reste le problème des OGM que je ne vais pas traiter ici, c’est un gros chapitre.

Certaines graines de variétés parentales, pures, sont assez intéressantes, et l’association Kokopelli les récolte pour les revendre à des jardiniers qui vont récolter mais aussi les multiplier, pour éventuellement les donner à des populations nécessiteuses ; ces populations pourront à leur tour multiplier ces graines facilement puisqu’elles ne sont pas hybrides.

Baumaux a créé une variété de tomates qu’il a nommée « kokopeli », avec un seul « l », je crois. Ce doit être une variété pure qui présente  des caractères parentaux ; d’où procès, évidemment, les vrais Kokopelli pas contents qu’on utilise leur nom. Procès en retour de Baumaux qui les accuse de mensonges sur la qualité de leurs semences, si j’ai tout compris. C’est dommage, parce qu’a priori, ils ne jouent pas dans la même cour, ils sont plutôt complémentaires que concurrents ; mais ils ne savent peut être pas que la guerre est finie ?

Nous, bons cœurs, avons tendance à pencher pour le petit Kokopelli contre le gros Baumaux ; mais Baumaux était petit avant d’être gros, et ils ont une telle quantité de variétés différentes que … chapeau, tout de même !

Les tomates sont assez « fidèles » comme me le répondait un jour un jardinaute du forum, c’est à dire qu’elles s’auto-fécondent et ne se croisent pas beaucoup spontanément. Vous pouvez donc cultiver des « Noires de Crimée », des « Marmandes » et des « Cœur de bœuf » dans le même jardin et récolter vos graines. Mais attention, il existe aussi sur le marché des « Cœur de bœuf » hybrides et des « Cornues andines » hybrides aussi.

Vous avez acheté des « Belles de jour » roses car vous souhaitez réaliser un décor particulier : elles sont hybrides, obtenues par le croisement de BdJ rouges et BdJ blanches par le semencier (dans ce cas, les deux allèles s’expriment dans le pied F1, il n’y a pas de dominance) ; l’an prochain vous allez recommencer le même décor et vous récoltez vos graines pour ne pas retourner en acheter. Raté !! vous aurez des BdJ roses, mais aussi en mélange des rouges et des blanches ; les graines « en mélange » coûtent peu cher. Pour 100% de roses, il faut recourir à la castration et à l’hybridation manuelle, à partir des souches parentales.

Tout cela ne concerne, bien sûr, que la reproduction sexuée, qui a chaque génération peut faire du neuf. Au contraire, les boutures ne donnent que des individus génétiquement identiques à leurs parents : une bouture de géranium rouge donne un géranium rouge !

Pour les fleurs c’est à peu près la même réglementation, sauf qu’il n’y a pas de clause de « productivité » ; une fleur est dite « nouvelle » si elle a des caractéristiques différentes en couleur, hauteur, parfum, résistance au froid ou aux maladies. Vous pouvez tenter de créer une nouvelle variété. Quand nous nous échangeons des graines, nous sommes donc dans la plus parfaite illégalité, du moins pour certaines plantes qui sont des cultivars. De même pour les boutures : les nouvelles variétés de rosiers, quelqu’un les a bien fabriquées un jour ! Mais, bof, ce n’est qu’un épi-phénomène dans le grand, le gigantesque marché des semences.

Continuons !

 Nous, on sème !!

 

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Un genre de lexique :

Voici des généralités, (dont on peut discuter car, comme toujours en biologie, il y a des exceptions) :

 

L’ADN est la molécule informative contenue dans chacune des cellules.

Il est constitué de deux chaînes de nucléotides enroulées en double hélice. Ces nucléotides portent des bases A,T, G et C (pour les substances Adénine, Thymine, Guanine et Cytosine), complémentaires deux à deux, A avec T et C avec G. L’ADN diffère d’une espèce à l’autre en nombre de molécules et en séquence ; à l’intérieur d’une même espèce, il n’y a que peu de différences. Une séquence (ex : AATTTTAAGCGCGC) de ces nucléotides porte un message, qui code pour la synthèse d’une protéine, laquelle donne un caractère, c’est un gène. Le code qui traduit une séquence de nucléotides en protéine est le même pour toutes les espèces vivantes : nous sommes donc tous issus d’une seule et même cellule, du fond des âges.

On le représente ainsi :

Moléculed’ADN

                                    

Un chromosome n’est rien de plus qu’une molécule d’ADN qui est enroulée trois fois sur elle-même, on dit « condensée » ; l’ADN se présente comme ça au moment de la division cellulaire, sinon il est déroulé. Le nombre de chromosomes, leur longueur et leur allure varient d’une espèce à l’autre mais est stable dans une même espèce (sinon il y a des désordres métaboliques).                                                                                      chromosome

Haploïde / diploïde : Les cellules ont généralement deux fois leur stock de chromosomes, la moitié venant de la mère, l’autre du père ; on dit qu’elles sont diploïdes. Réciproquement, les cellules qui n’ont que la moitié des chromosomes sont dites haploïdes ; ce sont les cellules reproductrices, ovules et spermatozoïdes chez les animaux ; ovules et pollen chez les plantes (remarque : l’ovule de la fleur et l’ovule des animaux ne sont pas exactement la même chose). Certaines espèces ont toutes leurs cellules haploïdes(ex : certaines moisissures et toutes les bactéries, pour faire court).

le caryotype d’une espèce montre ses chromosomes rangés par taille décroissante ; on voit qu’il y en a deux de chaque sorte.

 

Dioïque / monoïque : quand les deux sexes, des fleurs mâles et femelles sont sur le même pied, la plante est monoïque. S’il y a des pieds mâles et d’autres pieds, femelles, elle est dioïque, comme le Houx, le Ginko, l’Ortie, …

 

Un gène est une portion d’ADN (donc de chromosome) codant pour une protéine, donc pour un caractère particulier. Par exemple, pour la synthèse d’une molécule qui donne la couleur aux pétales, aux graines, etc. Un même gène se trouve toujours à la même place sur le même chromosome, c’est son adresse, on dit son « locus ». Quand une sonde se fixe à cet endroit, le gène est repéré.

 

Les allèles sont différentes versions d’un même gène. Ex : couleur verte, couleur jaune, pour le gène « couleur »des graines de petits pois.

 

Homozygote : Un gène, on le porte deux fois puisqu’on a deux fois le même stock de chromosomes ; deux fois sur le même locus pour les deux chromosomes identiques, celui venant de la mère et celui venant du père. Si pour ce gène, l’individu (plante ou animal) a deux fois le même allèle, il est homozygote pour ce gène.

 

Hétérozygote : c’est le contraire . Pour le gène considéré, l’individu a deux allèles différents ; en général l’un s’exprime visiblement (on le dit « dominant », l’autre existe et peut se transmettre ; il peut réapparaître après plusieurs générations, mais ne s’exprime pas visiblement, on le dit « récessif ». Sur deux chromosomes d’une même paire :

Vert_

I I I I I

I I I I I

_Vert                                         Vert_

I I I I I

I I I I I

_Jaune

 

 

 

                                       
Pois homozygote pour le gène « couleur »   /      Pois hétérozygote pour le même gène 
Les « fils » représentent des chromosomes. Les tirets, des allèles.

 

Espèce : Deux individus sont de la même espèce s’ils sont interféconds et que leur descendance est fertile. On cite en général l’exemple suivant chez les animaux : le Cheval et l’Âne sont interféconds, leur croisement donne un mulet si on croise une jument avec un âne, donne un bardot si l’on croise l’ânesse avec le cheval ; mais si l’on croise une mule avec un mulet, ça ne marche pas, ils sont stériles (le plus souvent. Il y a eu des exceptions). Donc le Cheval et l’Âne sont bien deux espèces distinctes. Leur interfécondité vient de leur très proche parenté. C’est pareil chez les plantes, quoique des « hybridations » entre espèces soient courantes, y compris à l’état sauvage. 

 

Toutes les cellules non reproductrices d’un individu proviennent d’une division cellulaire dite « conforme » car elle conserve le matériel génétique. Cette division est la mitose. Entre deux divisions, les molécules d’ADN se recopient à l’identique, et ainsi toutes les cellules d’un individu sont génétiquement identiques.

 Par contre, la lignée de cellules souches qui conduit aux ovules et pollens (ou aux spermatos) subit un autre type de division cellulaire, la méiose. Au cours de la méiose, il y a réduction de moitié du nombre de chromosomes, on obtient des cellules haploïdes, et il y a aussi un gigantesque brassage des chromosomes, qui fait que cette division n’est pas conforme : les cellules sexuelles sont génétiquement différentes les unes des autres.

 

La fécondation rétablit la diploïdie (n chromosomes + n chromosomes = 2n chromosomes) et ajoute encore à ce joyeux mélange des allèles ! Ainsi les individus issus de reproduction sexuée  sont tous génétiquement différents les uns des autres (sauf les vrais jumeaux, mais c’est une autre histoire) et différents de leurs parents. La nature a horreur de l’uniformité ! Les plantes issues de boutures sont identiques, elles forment des clones. Mais issues de fécondation, des Belles de Jour bleues ne sont pas identiques, génétiquement, à d’autres BdJ bleues ; les différences peuvent porter sur d’autres gènes que ceux de la couleur.

 

La Sélection Naturelle s’applique à ces lots d’individus, favorisant les plus adaptés au milieu, qui se reproduisent plus abondamment et multiplient leurs gènes. Mais si le milieu varie (ex : changement climatique), d’autres sont à leur tour favorisés, quand les premiers disparaissent peu à peu. Jusqu’au prochain changement…

 

Ainsi va la vie.
Teaspoune