Chp 10 Domestication des plantes

T. Noiriel Lycée Camille Claudel Fourmies

Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains

Partie 1 : De la plante sauvage à la plante domestiquée

Chapitre 10 : La domestication des plantes

Il y a 10 000 ans environ, les hommes ont commencé à pratiquer l'agriculture dans différentes régions du globe passant du statut de nomade chasseur-cueilleur à celui de sédentaire agriculteur-éleveur.

Comment la domestication des plantes a-t-elle accompagné l'évolution humaine ?

I) De la plante sauvage à la plante cultivée.

L'engrain ou petit épautre (Triticum monococcum) a été cultivé pour la première fois, il y a environ 10 000 ans au proche orient (croissant fertile). Il l'est encore aujourd'hui sur de petites surfaces dans certaines régions montagneuses de Turquie et de Grèce où il sert surtout à l’alimentation du bétail.

Trois espèces de blé sont actuellement cultivées dans le monde :- le blé tendre (Triticum aestivum) espèce dont la culture est actuellement la plus répandue (>90% des surfaces cultivées). - le blé dur (Triticum turgidum=durum) - l’engrain (Triticum monococcum). La farine obtenue à partir des grains de blé tendre sert à fabriquer le pain alors que celle obtenue à partir du blé dur est utilisée dans l’industrie des pâtes et des semoules.

Voici l'histoire actuellement admise du blé tendre et du blé dur.

Utiliser les données suivantes afin de confirmer que le blé dur et le blé tendre sont issus d'une polyploïdisation naturelle (c.f. chap 1.4 banane Cavendish)

Figures de mitose et méiose de l'engrain, du blé dur et du blé tendre

Caryotypes de l'engrain, du blé dur et du blé tendre

Expliquer comment la domestication du blé qui s'est produite de manière empirique au cours de la sélection artificielle exercée par l'Homme, a modifié le génome de la plante

Expérience de transgénèse d'un allèle q chez un blé moderne (à gauche) et témoin (à droite). Le gène Q code un facteur de transcription qui se fixe sur l'ADN et favorise ou non l'expression de certains gènes.

II) De la sélection empirique à la sélection programmée à partir du début du XXè siècle

Proposer un projet de sélection permettant d'obtenir les semences d'une nouvelle variété de tomates ayant les caractéristiques de la variété "coeur de boeuf" et résistante au virus de la mosaïque.

Hybridation simple

Hybridation et rétrocroisement (introgression)

III) L'apport des biotechnologies

Phénotypage des plantes

Préparer une intervention orale au cours de laquelle vous présenterez différentes techniques permettant de créer de nouvelles variétés.

Agneau OGM enrichi en oméga 3...

Exemple de plants de blé

Possible fuite de transgènes ?

TP type ECE : Différentes variétés de riz

Mise en situation

Le riz est une céréale riche en amidon dont la domestication a débuté il y a 8000 à 10000 ans en Inde et en Chine. On estime qu’il existe plus de 150 000 variétés de riz dans le monde. Cette variabilité repose sur une diversité allélique et porte sur la forme de grain de riz, sa couleur, son comportement gluant ou non après cuisson, le type d’amidon contenu dans le grain (plus ou moins riche en amylose), et ses qualités gustatives. Ainsi, plus l’amidon est riche en amylopectine et pauvre en amylose, plus il sera gluant. On cherche à déterminer si la sélection d’un riz gluant par l’Homme repose sur une mutation conduisant à des grains de riz dont l’amidon est pauvre en amylose.

Ressources

Schéma simplifié de la synthèse de l’amylose et de l’amylopectine

Les amidons : Les amidons sont de très longues répétitions de molécules de glucose. Il existe deux types d’amidon : l’amylose et l’amylopectine : - l’amylose se colore en bleu violacé lors d’un test à l’eau iodée. Sa synthèse fait intervenir une enzyme (l'amidon synthétase) liée aux granules d’amidon contenus dans les cellules des grains de riz. Cette enzyme est codée par le gène Waxy. - l’amylopectine se colore en rose clair à rose violacé lors d’un test à l’eau iodée. Sa synthèse fait intervenir différentes amidon synthétases solubles codées par les gènes SS-I, SS-II, SS-III et SS-IV. Les amidons après avoir été mis en suspension dans l’eau et cuits présentent des propriétés différentes (viscosité, etc.) suivant les proportions d’amylose et d’amylopectine.

IV) Conséquences de la domestication

Caractéristiques favorables aux végétaux et sélection humaine

Montrer les conséquences de la domestication des plantes

Conséquences génétiques

Dérive génétique

Conséquences sur la propagation des maladies infectieuses

Conservation des ressources génétiques

Conséquences sur les populations humaines

Bilan de cours (cliquer sur le Bitmoji)