Polyploïdie – Causes et types
L’apomixie, l’hybridation et la polyploïdie sont des processus caractéristiques qui se retrouvent plus fréquemment chez les plantes par rapport aux animaux.
La polyploïdie désigne la présence de trois jeux de chromosomes ou plus dans un seul organisme. Le phénomène est présent surtout chez les plantes et rare chez les animaux. Quelques-unes des espèces animales qui présentent une polyploïdie sont les vers de terre, certaines espèces de poissons, les lézards, les amphibiens et certains insectes.
Causes de la polyploïdie
La principale cause de la polyploïdie se trouve à la non disjonction des chromatides sœurs lors des événements de recombinaison méiotique. Avant la méiose, le nombre de chromosomes double, suivi de la séparation des chromosomes pendant la formation des gamètes. Les autopolyploïdes résultent de l’échec de la ségrégation des chromosomes pendant la formation des gamètes. Le doublement somatique dans les méristèmes apicaux est une autre cause et résulte des divisions mitotiques.
Les allopolyploïdes sont formés lorsque l’hybridation se produit entre différents jeux de génomes. Les produits diploïdes hybrides initiaux avec différents jeux de chromosomes sont généralement stériles et génétiquement instables. Cependant, cela peut subir une méiose avant laquelle il double les chromosomes et il y a des chances de créer une polyploïdie génétiquement stable.
La génération artificielle de polyplidie s’est avérée utile à la fois dans la recherche ainsi qu’à des fins économiques. La colchicine, le produit chimique qui interfère avec la formation des spidules méiotiques est largement utilisé. Elle a été largement utilisée dans le développement de nouvelles variétés de cultures.
Les croisements entre génotypes ploïdes ont donné lieu à des descendances stériles qui ont une valeur économique en raison de leurs parties végétatives. Les cultivars de banane, de bermuda, etc. sont issus de croisements entre espèces diploïdes et tétraploïdes. La descendance résultante dépend de la propagation clonale pour la reproduction.
Types de polyploïdie
Il existe principalement deux types de polyploïdie- autopolyploïdie et allo(amphi)polyploïdie. Il existe différents types sous chacune de ces grandes divisions.
1.L’autopolyploïdie est la présence de plusieurs jeux de chromosomes dérivés d’un seul génotype. Ce type résulte principalement du doublement somatique soit dans les zygotes, soit dans la région du méristème apical des cellules. Comme il s’agit d’un doublement du nombre existant de chromosomes, la ploïdie résultante est toujours égale. Les chromosomes sont similaires et peuvent donc conduire à un appariement multivalent lors de la méiose. La relation allélique est difficile à décrypter rendant l’analyse génétique un peu complexe.
a.Les autopolyploïdes stricts sont le résultat d’un doublement du génome chez un même individu
b.Les autopolyploïdes interraciaux sont le résultat d’un croisement entre différents individus de génotype similaire.
Exemples :
Pomme de terre, luzerne (4x), betterave à sucre (3x), manioc (4x), etc.
2. L’allopolyploïdie est le résultat de génotypes différents. Cela est principalement dû à des événements de recombinaison méiotique. Les génotypes peuvent être différents et l’ensemble résultant peut être pair ou impair. Le type de ploïdie peut être distingué en analysant le schéma de recombinaison méiotique et de ségrégation des chromosomes. On trouve des multivalents dans l’autoploïdie alors que des bivalents dans l’allopolyploïdie. Cette condition d’appariement bivalent augmente le taux de descendance fertile chez les allopolyploïdes.
a.L’allopolyploïdie segmentaire résulte de l’hybridation entre différentes écospécies dans la même cénospécie. Les écospécies sont des organismes d’espèces différentes qui peuvent encore se croiser entre eux. Les génomes ont une homologie partielle ou segmentaire qui est suffisante pour provoquer la stérilité de la descendance résultante.
b.Les allopolyploïdes complets résultent de l’hybridation entre différents génotypes et possèdent un jeu complet de chromosomes de chaque parent.
c.Les polyploïdes vrais ou génomiques sont issus de l’hybridation de parents ayant des ensembles de génomes dissemblables.
d.Les autoallopolyploïdes sont des polyloïdes qui ont les caractéristiques à la fois des autopolyploïdes et des allopolyploïdes. Il a des espèces dupliquées d’une espèce avec au moins un ensemble de génome d’une espèce différente. Habituellement, au moins deux ensembles de génomes sont impliqués, ce qui entraîne la formation de tétraploïdes.
e.Les aneuploïdes sont formés par le gain ou la perte d’un seul chromosome.
3.Les paléodiploïdes sont les anciennes espèces polyploïdes qui sont devenues diploïdes au cours de l’histoire de l’évolution. Elles sont caractérisées par un grand nombre de chromosomes et sont utiles pour déchiffrer l’histoire de l’évolution.
4.Les néopolyploïdes sont les espèces allo et autopolyploïdes nouvellement formées.
Une série de ploïdie est une série comportant un certain nombre de niveaux au sein d’une même espèce. La série peut être impaire ou paire avec le nombre de jeux de chromosomes qu’elle possède. Une série aneuploïde est une telle succession d’allopolyploïdes dont le nombre de chromosomes diffère. Parfois, les polyploïdes perdent un ou plusieurs de leurs chromosomes, ce qui donne lieu à des séries polyploïdes modifiées que l’on appelle la chute de polyploïdie.
Exemples
Le coton (6x), l’avoine (6x), le blé (4x ou 6x), le soja (4x), le tabac (4x) et le café (4x).
Importance de la polyploïdie
-La polyploïdie s’est avérée être l’une des principales causes d’évolution/de spéciation.
-Augmente la vigueur et la taille des plantes cultivées. Le phénomène est similaire à l’hétérosis et est phénoménal dans le développement des cultures et des plantes à fleurs économiquement importantes.
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