Exercice 2 • 5 points
De nouvelles variétés de tomates
Depuis 2013, une nouvelle variété de tomate cultivée, la Garance, a été obtenue par l'INRA. Il aura fallu une vingtaine d'années de recherches pour l'obtention de cette tomate.
présentez les intérêts d'avoir mis au point cette nouvelle variété Garance
expliquez comment la nouvelle variété Garance a été obtenue à partir de variétés anciennes, tout en recevant le label « sans OGM » (Organisme génétiquement modifié).
| Variété | Nombre de résistances aux nuisibles | Pourcentage de tomates déclassées | Aspect esthétique (note sur 10) | Qualité gustative (note sur 10) |
|---|---|---|---|---|
| DCC 84 (tomate cœur de bœuf rouge) | 3 | 5,8 | 8 | 6,0 |
| Garance (tomate ronde rouge) | 8 | 0,5 | 7,8 | 6,5 |
| DN 75 (tomate ronde noire) | 4 | 2,1 | 7,5 | 6,5 |
| Lycopène | + 65 % |
|---|---|
| Vitamine C | + 90 % |
| Sucres | + 32 % |
Le lycopène est un pigment rouge vif, dont la consommation régulière réduit le risque de souffrir d'une maladie cardio-vasculaire, du diabète ou encore de l'ostéoporose, et aurait un effet protecteur contre certains cancers.
| Variété | Couleur | Taille du fruit | Qualités |
|---|---|---|---|
| Solanum cheesmanii | Jaune-orange | 1 à 2 cm | – Multiples résistances – Richesse en sucres |
Par le croisement de ces deux variétés, on obtient un hybride F1 dont le génome renferme bien le gène Z, mais aussi la moitié de l'ADN de la variété M, ce qui diminue beaucoup les qualités de l'hybride F1.
Afin de remédier à ce phénomène, on réalise alors une série de rétrocroisements, lesquels consistent à croiser l'hybride F1 avec la variété N. Les hybrides (F2, F3, etc.) qui se forment ainsi possèdent de moins en moins d'ADN de la variété M. À chaque génération, seuls les hybrides renfermant le gène Z sont sélectionnés.
Pour la première question, la solution de facilité est d'envisager les documents les uns à la suite des autres, mais l'on risque de les paraphraser. Il est donc préférable de dégager des idées directrices en s'appuyant sur les informations de chaque document.
La deuxième question est plus difficile là, l'analyse successive et dans l'ordre des documents 3, 4 et 5 est peu pertinente. Il faut d'abord dégager le but à atteindre grâce au document 5b, puis montrer comment on y parvient grâce au document 5c. Cela conduit à exploiter les informations extraites des documents 3, 4 et 5a.
En agronomie, on utilise souvent un langage qui n'a pas toujours la rigueur de celui utilisé en génétique. Par exemple, dans le document 5, il est question de gène que l'on voudrait transférer de la plante M à la plante N. Cela ne veut pas dire que la plante N ne possède pas ce gène. Cela veut dire que la plante N possède deux allèles de ce gène, (z//z), différents des deux allèles (Z//Z) de la variété M. Dans le corrigé, on a utilisé le langage rigoureux de la génétique, et donc considéré les allèles Z et z du gène d'intérêt.
Les techniques de génie génétique permettent d'agir directement sur le génome des plantes cultivées.
Nous allons, dans une première partie, envisager les qualités de cette variété et qui en justifient l'exploitation.
Dans une deuxième partie, nous préciserons les grandes lignes des techniques utilisées pour obtenir ce type de tomates, et en quoi ces méthodes font que ce n'est pas une variété OGM.
Cette multirésistance limite l'utilisation de pesticides, d'où son intérêt en agriculture biologique.
La teneur élevée en vitamine C peut, de même, avoir un effet bénéfique sur la santé en favorisant un bon fonctionnement du système immunitaire et du système producteur de globules rouges.
L'objectif est donc d'obtenir une tomate cultivée présentant les qualités de la variété N mais possédant en plus l'allèle Z du gène de résistance présent chez la variété sauvage M.
On considère que l'allèle Z de résistance est dominant et que l'allèle z présent chez la plante cultivée est récessif. Pour d'autres gènes, en particulier ceux qui contrôlent les qualités agronomiques, l'hybride F1 est hétérozygote mais il est possible que des allèles de M soient dominants.
L'hybride F1 étant hétérozygote pour le gène de résistance Z et pour d'autres gènes, il ne répond pas à l'objectif visé.
Les méioses chez l'individu F1 aboutissent à des gamètes qui possèdent l'allèle Z et d'autres qui possèdent l'allèle z. À la suite de la fécondation assurée par les gamètes z, des hybrides F2 ne posséderont pas l'allèle de résistance (ils seront homozygote z//z) et, en conséquence, ne seront pas sélectionnés. En revanche, les gamètes de l'hybride porteurs de l'allèle Z seront, après fécondation, à l'origine d'hybrides F2 possédant l'allèle Z et qui seront donc sélectionnés.
Lors des méioses chez l'hybride F1, comme illustré par le document 5a, il y a brassage intra-chromosomique entre le chromosome portant Z et celui portant z ce brassage est variable d'une méiose à l'autre. Cela aboutit à la naissance de gamètes porteurs de l'allèle Z associé à des portions d'un chromosome de la plante cultivée N et portant peut-être des allèles de gènes conférant des propriétés agronomiques intéressantes. Ce brassage est également vrai pour les autres paires de chromosomes.
Au bout d'un grand nombre de rétrocroisements, l'hybride obtenu aura quasiment le génome de la plante cultivée, intéressant du point de vue agronomique avec, en plus, l'allèle dominant Z porté par l'un de ses chromosomes.
Mais l'hybride sera toujours hétérozygote pour le gène Z puisqu'un rétrocroisement se fait toujours avec une plante N ayant l'allèle z. Si l'on veut obtenir une plante homozygote Z//Z, il faut alors réaliser une autofécondation.
La variété Garance est bien due à l'intervention humaine, mais par l'utilisation de la technique de l'hybridation et donc par la reproduction sexuée, et non par génie génétique.