Obtention d’une variété de blé tendre

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : La plante domestiquée
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2017 | Académie : Amérique du Nord


Amérique du Nord • Juin 2017

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Obtention d’une variété de blé tendre

L’histoire évolutive complexe du blé, basée sur des phénomènes naturels et des pratiques empiriques de croisements ou de génie génétique, a permis la production d’une variété de blé tendre facilement récoltable et résistant à un champignon parasite, l’oïdium.

À partir de l’étude des documents et de vos connaissances, expliquez les étapes de l’obtention de cette variété de blé tendre facilement récoltable et résistant à l’oïdium.

document 1 Histoire évolutive du blé

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D’après le communiqué de presse du CNRS du 15 novembre 2011

document 2 Le gène Q, élément clé de la domestication du blé

La domestication du blé a permis l’apparition de populations de blé ayant un phénotype différent de celui du blé sauvage.

svtT_1706_02_00C_02

© 2006, American Association for the Advancement of Science

À gauche

À droite

Épi de blé indéhiscent* domestiqué dont la tige centrale ou rachis ne se désarticule pas, favorisant ainsi sa récolte.

Épi sauvage dont les épillets sont en train de se disséminer à maturité.

Des chercheurs ont montré que le blé tendre possède trois copies du gène Q, portées respectivement par les génomes A, B, D, et qu’elles contribuent de manière coordonnée aux caractères de domestication.

D’après George Willcox et Ken-Ichi Tanno, Science, 2006

*Indéhiscent : qui ne s’ouvre pas spontanément au moment de la maturité. Ce nouveau caractère issu de la domestication est contrôlé par le gène Q porté par les chromosomes no 5.

document 3 CRISPR-Cas9, une technique de génie génétique

CRISPR-Cas9, découverte récente de deux scientifiques (2012), française pour l’une, Emmanuelle Charpentier, et américaine pour l’autre, Jennifer Doudna, est une technique de génie génétique permettant d’agir spécifiquement sur un gène (mutation, activation, inhibition…).

D’après Pour la Science, no 56, octobre 2015

document 4 Comparaison de deux variétés de blés tendres

Récemment, des biologistes ont réussi à obtenir une variété de blé tendre résistant à un champignon parasite, l’oïdium, en appliquant la technique CRISPR-Cas9.

Pour ce faire, ils sont intervenus sur un gène qui inhibe les défenses naturelles de la plante vis-à-vis de ce champignon.

Particularité du génome de chaque variété de blé tendre pour le gène inhibant les défenses de la plante vis-à-vis de l’oïdium

Variété de blé tendre sensible à l’oïdium

6 exemplaires actifs du gène

Variété de blé tendre résistant à l’oïdium

6 exemplaires mutés du gène par CRISPR-Cas9

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Le document sur l’histoire évolutive du blé permet d’aboutir à la conclusion que le blé tendre est une plante polyploïde, précisément hexaploïde, à la suite de deux épisodes d’hybridation dans lesquels l’Homme n’est pas en cause.

Ce document laisse à penser qu’il suffit de réunir par hybridation les génomes des deux espèces parentales pour obtenir un hybride dont le génome est double de celui de chacune d’entre elles. En cours, vous avez peut-être appris que l’hybridation conduit à un hybride diploïde stérile (hybride AB à la suite de la première hybridation), et qu’il faut chez cet hybride un phénomène de duplication du génome pour obtenir un hybride fertile (AABB). N’hésitez pas à l’évoquer dans votre réponse, comme cela est suggéré dans un post-it du corrigé.

Avec le deuxième document, il faut montrer comment l’hexaploïdie du blé tendre a contribué à l’acquisition d’un caractère de la domestication, à savoir l’obtention d’un blé à épi indéhiscent. Là, l’Homme est intervenu en sélectionnant les plantes possédant ce caractère.

Enfin, le dernier document permet d’introduire la notion d’OGM tout en indiquant en quoi la technique utilisée prend en compte la polyploïdie du blé tendre.

Mobiliser ses connaissances

Des mécanismes de diversification des génomes autres que ceux résultant des mutations et des brassages génétiques existent : hybridations suivies de polyploïdisation, transfert par voie virale, etc.

La sélection exercée par l’Homme sur les plantes cultivées a souvent retenu des caractéristiques génétiques différentes de celles qui sont favorables pour les plantes sauvages.

Les techniques du génie génétique permettent d’agir directement sur le génome des plantes cultivées.