{"id":3750,"date":"2024-12-20T11:17:18","date_gmt":"2024-12-20T10:17:18","guid":{"rendered":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/?p=3750"},"modified":"2024-12-20T11:17:18","modified_gmt":"2024-12-20T10:17:18","slug":"reponse-de-la-feve-a-la-mutagenese-chimique-implication-de-la-taille-des-graines","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/?p=3750","title":{"rendered":"REPONSE DE LA FEVE A LA MUTAGENESE CHIMIQUE\u00a0: IMPLICATION DE LA TAILLE DES GRAINES."},"content":{"rendered":"\n

Oumaima Chetto (1), Loubna Belqadi (2), Mohamed Kouighat (1), Etienne Bucher (3), Mohamed El Fechtali (1), Rokhaya Ymelda Ndiaye (1) et Abdelghani Nabloussi (1).<\/h2>\n\n\n
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Ir Oumaima Chetto
G\u00e9n\u00e9ticienne
URAPRCG-INRA Mekn\u00e8s<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

La f\u00e8ve (Vicia faba<\/em> L.), l\u00e9gumineuse d’importance majeure, occupe une place pr\u00e9pond\u00e9rante dans l’agriculture mondiale gr\u00e2ce \u00e0 ses qualit\u00e9s nutritionnelles, son adaptabilit\u00e9 et sa contribution aux syst\u00e8mes agricoles durables. L’emploi de la mutagen\u00e8se chimique, notamment via l’\u00c9thyl M\u00e9thanesulfonate (EMS), s’est r\u00e9v\u00e9l\u00e9 \u00eatre un outil pr\u00e9cieux dans les programmes de s\u00e9lection de la f\u00e8ve. Cette technique permet d’induire une variabilit\u00e9 g\u00e9n\u00e9tique et de d\u00e9velopper des cultivars am\u00e9lior\u00e9s en un temps relativement r\u00e9duit. Toutefois, la d\u00e9termination de la concentration optimale d’EMS reste un d\u00e9fi majeur, comme en t\u00e9moigne la grande diversit\u00e9 des protocoles rapport\u00e9s dans la litt\u00e9rature.<\/p>\n\n\n\n

Les recherches publi\u00e9es mettent en \u00e9vidence une large gamme de concentrations d’EMS. Certaines \u00e9tudes ont rapport\u00e9 l’utilisation de concentrations relativement faibles, allant de 0,01% \u00e0 0,05% (Abo-Hegazi, 1979; Longhi et al., 2011; Khursheed et al., 2015, 2018; Nurmansyah et al., 2020). A l\u2019oppos\u00e9, d’autres investigations ont appliqu\u00e9 la mutagen\u00e8se avec des concentrations plus \u00e9lev\u00e9es, d\u00e9passant 0,1% et atteignant 1% (Filippetti et De Pace, 1986; Elmeer et al., 2016; Shahwar et al., 2017; Haridy et al., 2022).<\/p>\n\n\n\n

Par ailleurs, les vari\u00e9t\u00e9s botaniques des f\u00e8ves, f\u00e8verole (minor<\/em>), f\u00e9vette (equina<\/em>) et f\u00e8ve (major<\/em>) sont souvent n\u00e9glig\u00e9es lors de l’application de la mutagen\u00e8se par EMS. Des \u00e9tudes sur Vicia faba<\/em> L. et d’autres esp\u00e8ces ont \u00e9mis l’hypoth\u00e8se que la taille des graines pourrait influencer la sensibilit\u00e9 aux mutations induites par l’EMS (Chen et al., 2023). D\u2019autres \u00e9tudes ont \u00e9mis l’hypoth\u00e8se que les vari\u00e9t\u00e9s de f\u00e9verole \u00e0 petites graines pr\u00e9sentent une sensibilit\u00e9 plus importante aux agents mutag\u00e8nes, notamment l’EMS, comparativement aux vari\u00e9t\u00e9s \u00e0 grosses graines (Rajendran et Lakshmi, 2006; Shah et al., 2008). Cela sugg\u00e8re que les graines plus grosses pourraient poss\u00e9der une plus grande capacit\u00e9 de tamponnage, att\u00e9nuant potentiellement les effets mutag\u00e8nes par rapport aux petites graines.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n

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L’information g\u00e9n\u00e9tique encod\u00e9e dans ces vari\u00e9t\u00e9s peut \u00e9galement jouer un r\u00f4le crucial dans la d\u00e9termination de la sensibilit\u00e9 aux mutations induites par l’EMS. L’interaction complexe entre la vari\u00e9t\u00e9 botanique et le g\u00e9notype pourrait fournir une compr\u00e9hension plus approfondie des r\u00e9ponses mutag\u00e8nes et am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9 des strat\u00e9gies d\u2019am\u00e9lioration g\u00e9n\u00e9tique des esp\u00e8ces cultiv\u00e9es par mutagen\u00e8se chimique.<\/p>\n\n\n\n

De ce fait, une \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e dans le but de combler les lacunes existantes dans la connaissance de la mutagen\u00e8se de la f\u00e8ve. Nous avons examin\u00e9 la variabilit\u00e9 de r\u00e9ponse au mutag\u00e8ne EMS parmi six vari\u00e9t\u00e9s de f\u00e8ves, incluant des cultivars major<\/em> (Aguadulce superlonga, Reina Mora et Yasmine) et minor<\/em> (Alfia05, Alfia17 et Zina). Nous avons \u00e9galement explor\u00e9 l\u2019effet de trois concentrations contrast\u00e9es d’EMS (0.05, 0.5 et 1%) sur ces g\u00e9notypes tout en mettant la lumi\u00e8re sur les m\u00e9canismes sous-jacents aux variations de r\u00e9ponse, tels que l’activit\u00e9 antioxydante et les propri\u00e9t\u00e9s physiques comme l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument de la graine.<\/p>\n\n\n\n

Influence limit\u00e9e de la taille des graines sur la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS chez la f\u00e8ve<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L’analyse de variance a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que la taille des graines n’avait pas d’effet significatif sur la r\u00e9ponse \u00e0 l’EMS pour la plupart des param\u00e8tres \u00e9tudi\u00e9s. Cela remet en question l’hypoth\u00e8se selon laquelle la taille des graines influencerait de mani\u00e8re significative la sensibilit\u00e9 aux mutations induites par l’EMS chez la f\u00e8ve.<\/p>\n\n\n\n

Forte variation de la r\u00e9ponse g\u00e9notypique aux concentrations croissantes d’EMS<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L’analyse a mis en \u00e9vidence des diff\u00e9rences hautement significatives dans la r\u00e9ponse des diff\u00e9rents g\u00e9notypes\/vari\u00e9t\u00e9s au traitement EMS pour presque tous les param\u00e8tres \u00e9tudi\u00e9s. Ces r\u00e9sultats soulignent l’importance du g\u00e9notype dans la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS, m\u00eame au sein d’une m\u00eame esp\u00e8ce. Ils mettent en lumi\u00e8re la n\u00e9cessit\u00e9 de tester un large \u00e9ventail de g\u00e9notypes lors de la d\u00e9termination de la DL50, plut\u00f4t que de se fier uniquement aux r\u00e9sultats \u00e9tablis pour d’autres vari\u00e9t\u00e9s ou g\u00e9notypes dans la litt\u00e9rature existante.<\/p>\n\n\n\n

Dynamiques de germination en r\u00e9ponse \u00e0 l’EMS chez six vari\u00e9t\u00e9s de f\u00e8ves<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Effet g\u00e9n\u00e9ral de l’EMS<\/em> : <\/strong>Les taux de germination ont diminu\u00e9 pour toutes les vari\u00e9t\u00e9s test\u00e9es avec l’augmentation des concentrations d’EMS (Figure1).<\/p>\n\n\n\n

Effet stimulant \u00e0 faible concentration<\/em> : <\/strong>\u00c0 la concentration de 0,05% d’EMS, un ph\u00e9nom\u00e8ne remarquable a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 : toutes les vari\u00e9t\u00e9s \u00e9tudi\u00e9es, \u00e0 l’exception d’Alfia 17, ont pr\u00e9sent\u00e9 des taux de germination sup\u00e9rieurs \u00e0 ceux du groupe t\u00e9moin non trait\u00e9 par l\u2019EMS. Cela pourrait \u00eatre d\u00fb \u00e0 un effet horm\u00e9tique, o\u00f9 une faible dose d’un agent stressant induit une r\u00e9ponse adaptative positive (Jalal et al., 2021). Ces observations ouvrent des perspectives int\u00e9ressantes pour l’utilisation potentielle de faibles doses d’EMS comme traitement pr\u00e9-germinatif.<\/p>\n\n\n\n

R\u00e9ponses vari\u00e9tales<\/em> : <\/strong>Reina Mora (grosses graines) et Zina (petites graines) ont montr\u00e9 les meilleures r\u00e9ponses \u00e0 toutes les concentrations d’EMS. En revanche, Aguadulce Superlonga a g\u00e9n\u00e9ralement pr\u00e9sent\u00e9 les taux de germination les plus faibles. Yasmine et Alfia 5 ont affich\u00e9 des taux de germination interm\u00e9diaires.<\/p>\n\n\n\n

Contrairement \u00e0 l\u2019hypoth\u00e8se susmentionn\u00e9e, la taille des graines ne semble pas constituer un facteur d\u00e9terminant de la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS. Cela sugg\u00e8re que d’autres facteurs g\u00e9n\u00e9tiques ou physiologiques sont plus importants dans la r\u00e9ponse \u00e0 ce mutag\u00e8ne. En g\u00e9n\u00e9ral, ces r\u00e9sultats soulignent l’importance de consid\u00e9rer les r\u00e9ponses sp\u00e9cifiques de chaque vari\u00e9t\u00e9 lors de l’utilisation de l’EMS en mutagen\u00e8se. Ils ouvrent \u00e9galement des pistes de recherche sur l’utilisation de faibles doses d’EMS pour am\u00e9liorer potentiellement la germination dans des conditions difficiles.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 1.<\/strong> Pourcentage de germination pour six vari\u00e9t\u00e9s sous des concentrations croissantes d’EMS et un contr\u00f4le non-trait\u00e9<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

\u00c9valuation de l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument des graines et de son lien potentiel avec la r\u00e9sistance \u00e0 la toxicit\u00e9 de l’EMS<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Contrairement \u00e0 ce que l’on pourrait supposer, l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument des graines ne semble pas \u00eatre directement li\u00e9e \u00e0 la tol\u00e9rance ou \u00e0 la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS. La vari\u00e9t\u00e9 Aguadulce superlonga, qui s’est r\u00e9v\u00e9l\u00e9e la plus sensible au traitement \u00e0 l’EMS, poss\u00e8de paradoxalement le t\u00e9gument le plus \u00e9pais, mesurant 0,199 mm (Figure 2). Une analyse plus approfondie, r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l’aide d’une matrice de corr\u00e9lation, a confirm\u00e9 cette constation en ne mettant en \u00e9vidence aucune corr\u00e9lation statistiquement significative entre l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument et les diff\u00e9rents param\u00e8tres associ\u00e9s \u00e0 la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS. Ces r\u00e9sultats remettent en question l’hypoth\u00e8se selon laquelle un t\u00e9gument plus \u00e9pais offrirait une meilleure protection contre les effets mutag\u00e8nes de l’EMS. Elles sugg\u00e8rent que d’autres facteurs, probablement d’ordre g\u00e9n\u00e9tique ou biochimique, jouent un r\u00f4le plus d\u00e9terminant dans la r\u00e9ponse des graines \u00e0 ce mutag\u00e8ne chimique.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 2.<\/strong> Variation de l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument des graines parmi les six vari\u00e9t\u00e9s<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Activit\u00e9 antioxydante et r\u00e9ponse au stress induit par EMS chez diff\u00e9rentes vari\u00e9t\u00e9s de f\u00e8ve<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L’analyse de l’activit\u00e9 antioxydante sur des graines de f\u00e8ve non stress\u00e9es a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 trois groupes distincts, avec Yasmine pr\u00e9sentant la plus forte inhibition des radicaux libres, suivie par Aguadulce superlonga et Alfia05, tetis que Reina Mora, Zina et Alfia17 <\/a>ont manifest\u00e9 une inhibition plus faible.<\/p>\n\n\n\n

Cependant, sous l’effet d’un stress induit par l’EMS, Reina Mora, Zina et Alfia17 ont consid\u00e9rablement augment\u00e9 leur capacit\u00e9 \u00e0 pi\u00e9ger les radicaux libres, d\u00e9montrant une r\u00e9ponse adaptative efficace, appuyant ainsi leur tol\u00e9rance relativement importante aux concentrations croissantes d\u2019EMS. Cette r\u00e9action implique le renforcement des d\u00e9fenses antioxydantes pour contrer les dommages oxydatifs et maintenir l’int\u00e9grit\u00e9 cellulaire, notamment par la r\u00e9gulation d’enzymes cl\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

En revanche, Aguadulce superlonga, Alfia05 et Yasmine ont vu leur activit\u00e9 antioxydante diminuer significativement sous stress induit par EMS. Cela pourrait s’expliquer par une surproduction de D\u00e9riv\u00e9s R\u00e9actifs \u00e0 l\u2019Oxyg\u00e8ne (ROS) d\u00e9passant les capacit\u00e9s de d\u00e9fense ou par une r\u00e9orientation des ressources vers d’autres m\u00e9canismes de r\u00e9ponse au stress.<\/p>\n\n\n\n

La compr\u00e9hension de ces r\u00e9ponses variables entre g\u00e9notypes est cruciale, non seulement pour optimiser les traitements \u00e0 l’EMS, mais aussi pour mieux appr\u00e9hender la tol\u00e9rance g\u00e9n\u00e9rale des plantes aux stress.<\/p>\n\n\n\n

Conclusion<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Cette \u00e9tude sur la sensibilit\u00e9 des graines de diff\u00e9rentes vari\u00e9t\u00e9s de f\u00e8ves au mutag\u00e8ne EMS apporte une perspective nouvelle sur les facteurs influen\u00e7ant les r\u00e9ponses au stress induit par l’EMS. Les r\u00e9sultats obtenus remettent en question l’id\u00e9e selon laquelle la taille des graines d\u00e9termine la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS. Ils soulignent plut\u00f4t l’importance primordiale de l’information g\u00e9n\u00e9tique propre \u00e0 chaque g\u00e9notype dans la tol\u00e9rance aux fortes concentrations d’EMS. De plus, l’\u00e9paisseur du t\u00e9gument ne semble pas influencer l’absorption d’EMS puisque certaines vari\u00e9t\u00e9s \u00e0 t\u00e9gument \u00e9pais ont manifest\u00e9 une sensibilit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

L’\u00e9valuation des r\u00e9ponses antioxydantes r\u00e9v\u00e8le leur implication dans la sensibilit\u00e9 \u00e0 l’EMS. Ainsi, les g\u00e9notypes dot\u00e9s de m\u00e9canismes efficaces de pi\u00e9geage des radicaux libres pourraient pr\u00e9senter une meilleure r\u00e9silience non seulement \u00e0 l’EMS, mais aussi \u00e0 d’autres conditions environnementales difficiles.<\/p>\n\n\n\n

Cette recherche constitue une premi\u00e8re \u00e9tape dans la compr\u00e9hension des m\u00e9canismes complexes d’adaptation des plantes au stress induit par l’EMS. Pour approfondir ces connaissances, il sera n\u00e9cessaire d’examiner en d\u00e9tail les syst\u00e8mes antioxydants enzymatiques et non enzymatiques, et d’int\u00e9grer des techniques mol\u00e9culaires comme l’analyse de l’expression des g\u00e8nes antioxydants cl\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

R\u00e9f\u00e9rences <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Abo-Hegazi, A.M.T., (1979). Two decades of utilization of induced mutations for crop improvement in Egypt. (IAEA-TECDOC–222). International Atomic Energy Agency (IAEA).<\/p>\n\n\n\n

Chen, L., Duan, L., Sun, M., Yang, Z., Li, H., Hu, K., Yang, H., Liu, L., (2023). Current trends and insights on EMS mutagenesis application to studies on plant abiotic stress tolerance and development. Frontiers in Plant Science 13.<\/p>\n\n\n\n

Jalal, A., Oliveira Junior, J.C.D., Ribeiro, J.S., Fernandes, G.C., Mariano, G.G., Trindade, V.D.R., Reis, A.R.D., (2021). Hormesis in plants: Physiological and biochemical responses. Ecotoxicology and Environmental Safety 207, 111225. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ecoenv.2020.111225<\/p>\n\n\n\n

Khursheed, S., Amin Laskar, R., Raina, A., Amin, R., Khan, S., (2015). Comparative analysis of cytological abnormalities induced in Vicia faba L. genotypes using physical and chemical mutagenesis. Chromosome Science. 18. 3-7. https:\/\/doi.org\/10.11352\/scr.18.47<\/a><\/p>\n\n\n\n

Nurmansyah, N., Alghamdi, S.S., Migdadi, H.M., Khan, M.A., Afzal, M., (2020). AFLP-Based Analysis of Variation and Population Structure in Mutagenesis Induced Faba Bean. Diversity 12, 303. https:\/\/doi.org\/10.3390\/d12080303<\/p>\n\n\n\n

Shah, T.M., Mirza, J.I., Ahsanul, M., Atta, B.M., (2008). Radio Sensitivity of Various Chickpea Genotypes in M1 Generation I-Laboratory Studies. Pakistan Journal of Botany 40(2): 649-665.<\/p>\n\n\n\n

Shahwar, D., Ansari, M.Y.K., Chaudhary, S., Aslam, R., (2017). Evaluation of Yield Attributing Variants Developed Through Ethyl Methane Sulphonate in an Important Proteinaceous Crop-Vicia faba. Asian J. of Crop Science 9, 20\u201327. https:\/\/doi.org\/10.3923\/ajcs.2017.20.27<\/a><\/p>\n\n\n\n

Elmeer, K., Abduljawad, E., Eljrary, E., (2016). Investigation of EMS effect on Vicia faba seed germination and seedling growth under saline condition. Al Mukhtar Journal of Sciences 31, 1\u201311. https:\/\/doi.org\/10.54172\/mjsc.v31i1.215<\/a><\/p>\n\n\n\n

Filippetti, A., De Pace, C., (1986). Improvement of seed yield in Vicia faba L. By using experimental mutagenesis. II. Comparison of gamma-radiation and ethyl-methane-sulphonate (EMS) in production of morphological mutants. Euphytica 35, 49\u201359. https:\/\/doi.org\/10.1007\/BF00028540<\/p>\n\n\n\n

Longhi, J.G., Perez, E., Lima, J.J. de, C\u00e2ndido, L.M.B., (2011). In vitro evaluation of Mucuna pruriens (L.) DC. antioxidant activity. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences 47, 535\u2013544. https:\/\/doi.org\/10.1590\/S1984-82502011000300011<\/a><\/p>\n\n\n\n

Haridy, M.H., Ahmed, B.H., Mahdy, A.Y., El-Said, M. a. A., (2022). Effect of Mutagens on Yield and its Components of Two Varieties of Faba Bean (Vicia faba L.). Pakistan Journal of Biological Sciences 25, 296\u2013303. https:\/\/doi.org\/10.3923\/pjbs.2022.296.303<\/p>\n\n\n\n

Rajendran, K., Lakshmi, B., (2006). Effect of Gamma Rays and EMS on Two Varieties of Soybean. Asian Journal of Plant Sciences 5. https:\/\/doi.org\/10.3923\/ajps.2006.721.724<\/p>\n\n\n\n

Affiliations des auteurEs :<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00b9 Institut National de la Recherche Agronomique, Centre R\u00e9gional de la Recherche Agronomique de Mekn\u00e8s, Unit\u00e9 de Recherche en Am\u00e9lioration des Plantes et Conservation des Ressources Phytog\u00e9n\u00e9tiques, B.P. 415, Rabat, 10090, Maroc<\/p>\n\n\n\n

\u00b2 Institut Agronomique et V\u00e9t\u00e9rinaire Hassan II, D\u00e9partement de Production, Protection des Plantes et Biotechnologies, B.P. 6202, Rabat 10101, Maroc<\/p>\n\n\n\n

\u00b3 Agroscope, Groupe Dynamique du G\u00e9nome des Cultures, Changins, 1260, Nyon, Suisse<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Oumaima Chetto (1), Loubna Belqadi (2), Mohamed Kouighat (1), Etienne Bucher (3), Mohamed El Fechtali (1), Rokhaya Ymelda Ndiaye (1) et Abdelghani Nabloussi (1). La f\u00e8ve (Vicia faba L.), l\u00e9gumineuse d’importance majeure, occupe une place pr\u00e9pond\u00e9rante dans l’agriculture mondiale gr\u00e2ce … Continuer la lecture →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3750"}],"collection":[{"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3750"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3750\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3773,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3750\/revisions\/3773"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3750"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3750"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/mag.inrameknes.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3750"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}