Impact de la morphologie florale de la tomate sur l’attractivité des pollinisateurs : comparaison entre Solanum lycopersicum, Solanum chilense et leurs intermédiaires résultants

Details

Supervisors

Quinet, Muriel

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité approfondie

Abstract

La tomate cultivée, Solanum lycopersicum L., est l’une des cultures maraichères les plus importantes au monde. En revanche, sa faible variabilité génétique rend cette espèce sensible à un nombre important de stress biotiques et abiotiques. Son espèce parente halophyte Solanum chilense, est quant à elle capable de vivre dans des conditions extrêmophiles grâce à ses gènes de résistance à divers stress. Une solution pourrait donc être l’introgression des résistances de S. chilense chez la tomate cultivée dans un objectif d’amélioration végétale. Cependant, des mécanismes d’incompatibilité intra- et interspécifiques existent lors des croisements dans le clade de la tomate. En effet, S. chilense présente une auto-incompatibilité gamétophytique (AI) alors que S. lycopersicum est auto-compatible (AC). De plus, la barrière prézygotique qu’est l’incompatibilité unilatérale (IU) ne permet le croisement entre ces deux espèces que dans le sens S. lycopersicum X S. chilense. Les hybrides de première génération (F1) formés par ce croisement ont par la suite donné naissance à d’autres intermédiaires résultants, étudiés dans ce mémoire. L’objectif de cette étude était de se porter sur les liens existants entre auto-incompatibilité, traits floraux et pollinisation chez nos plantes. Le but était ainsi d’observer de potentiels traits floraux plus attractifs pour les pollinisateurs chez nos plantes auto-incompatibles comparativement aux plantes auto-compatibles. Des comparaisons morphologiques et reproductives ont été réalisées entre les parents et les intermédiaires résultants afin d’observer de potentielles différences significatives entre les traits floraux. De plus, la présence d’allèles d’auto-incompatibilité (S-RNases) a pu être vérifiée chez nos hybrides de seconde génération (F2) et backcross formés. L’étude de la morphologie des organes floraux a montré que toutes les plantes présentant une exsertion du style (importante pour la reproduction croisée) aussi bien chez S. chilense que chez nos intermédiaires résultants possédaient au moins un S-allèle fonctionnel de l’auto-incompatibilité. Enfin, c’est chez S. lycopersicum, qui est une espèce auto-compatible et donc capable de donner des fruits et des graines sans intervention extérieure que le nombre d’observations de pollinisateurs le plus faible a été comptabilisé. The cultivated tomato, Solanum lycopersicum L., is one of the most important vegetable crops in the world. However, its low genetic variability makes this species sensitive to a large number of biotic and abiotic stresses. On the other hand, its halophytic wild relative S. chilense is able to live in extremophilic conditions thanks to its resistance genes to various stresses. One solution could therefore be to introgress S. chilense resistances into cultivated tomatoes for crop improvement purposes. However, intra- and interspecific incompatibility mechanisms exist during crosses in the tomato clade. S. chilense shows gametophytic self-incompatibility (SI), whereas S. lycopersicum is self-compatible (SC). Moreover, the prezygotic reproductive barrier of unilateral incompatibility (UI) means that these two species can only cross in the direction S. lycopersicum X S. chilense. This cross resulted in the formation of first-generation hybrids (F1), which subsequently gave rise to other resulting intermediates studied in this thesis. The aim of this study was to investigate the links between self-incompatibility, floral traits and pollination in our plants. The goal was thus to observe potential floral traits more attractive to pollinators in our self-incompatible plants compared with self-compatible plants. The presence of self-incompatibility alleles (S-RNases) was verified in our second-generation (F2) and backcross hybrids. In addition, morphological and reproductive comparisons were carried out between parents and resulting intermediates to observe potential significant differences in floral traits. The study of floral organ morphology showed that all plants with style exsertion (important for cross-breeding) in both S. chilense and our resulting intermediates possessed at least one functional S-allele of self-incompatibility. Finally, the lowest number of pollinator observations was recorded in S. lycopersicum, a self-compatible species capable of producing fruit and seeds without external intervention.