Brevet FR2593666A1 — publié le 19870807

Le mais ou Zea mays, est une plante cultivée importarnte du point de vue agronomique dans de nombreuses régions du monde et revêt une importance commerciale extrême aux Etats-Unis d'Amérique. Le mais est utilisé pour l'alimentation du bétail, pour l'alimentation humaine et à des fins industrielles. Au cours des 60 dernières années, le mais hybride est devenu une dominante commerciale. L'hybridation du mais a eu pour résultat le développement de variétés donnant des rendements très améliorés, de meilleures tiges, de meilleures racines, des caractéristiques nettement plus uniformes et une meilleure résistance aux insectes parasites et aux maladies. On produit du mais hybride à croisement simple en utilisant deux lignées consanguines homozygotes comme parents. L'homozygotie d'une lignée consanguine est réalisée par des croisements consanguins répétés et en général, à la sixième ou à la septième génération, la lignée consanguine est considérée comme génétiquement pure. Malheureusement, une réduction de la performance, du rendement et d'autres caractéristiques désirables des plantes apparait comme conséquence de la sélection consanguine pour atteindre essentiellement l'identité génétique. Il en résulte que ces lignées consanguines de mais ne sont pas produites comme culture commerciale. Bien que des lignées consanguines qui ont été créées expérimentalement par divers sélection- neurs dans des recherches portant sur le mais ne soient pas produites comme culture commerciale, elles ont une importance extrême parce qu'elles sont utilisées pour produire des hybrides de première génération (F1) par hybridation, par exemple, de deux lignées consanguines servant de parents. La vigueur des hybrides ou hétérosis résulte du croisement des deux lignées consanguines et les plantes hybrides produites ont des rendements nettement améliorés, de meilleures tiges, de meilleures racines, une meilleure uniformité et une plus grande résistance aux insectes et aux maladies. En outre, un hybride de seconde génération (F2) apparaît comme conséquence de l'auto-pollinisation des plantes hybrides de F1 ou dela pollinisation croisée de plantes hybrides de F1. La plante hybride de F2 et la graine produite par cette plante ont des caractéristiques qui sont moins souhaitables que celles de l'hybride de F1, par exemple de plus faibles rendements et il en résulte l'expression de caractères génétiques indésirables. Du fait qu'elle est moins performante, la graine provenant d'hybrides de F1 qui produit des hybrides de seconde génération F2 moins avantageux, n'est pas gardée par les agriculteurs. Ces derniers se procurent plutôt chaque année pour leurs semailles, auprès de compagnies commerciales, une semence hybride nouvelle produite par croisement des parents consanguins initialement choisis afin d'obtenir la graine hybride de première génération (F1). La sélection et la production de lignées consanguines comme parents qui, lorsqu'ils sont croisés, produisent des hybrides de F1 supérieurs et améliorés sontun domaine spécialisé et très au point. Non seulement, un sélectionneur de mais doit choisir et développer des lignées parentales consanguines supérieures, mais le sélectionneur de mais doit aussi être à même de produire et de sélectionner des combinaisons d'hybri- des de ces lignées consanguinesaptesàproduire des hybrides de F1 intéressants qui soient une réusssite du point de vue commercial. Par suite de la nécessité d'utiliser des lignées parentales consanguines pour produire des hybrides de mais de F1 constituant un intérêt et un succès commercial, on insiste beaucoup, dans la sélection et l'hybridation du mais, sur l'obtention aes lignées parentales consanguines nécessaires. Il est par conséquent essentiel de sélectionner et de développer des lignées consanguines nouvelles qui, lorsqu'elles sont utilisées dans l'hybridation, apportent des améliorations aux caractéristiques du mars hybride de première génération en ce qui concerne un meilleur rendement, une amélioration de la stabilité des plantes, une meilleure résistance aux maladies et aux insectes parasites, l'uniformité d'aspect de manière à permettre ainsi une récolte mécanique aisée et la maximisation des efforts de récolte avec une minimisation de la main-d'oeuvre à prévoir, etc. C'estpourquoiilexiste un effort concerté dans la production d'hy rides de mais de première génération avantageux du point de vue commercial, en vue de développer les lignées consanguines nécessaires comme souche parentale. En conséquence, l'un des objets de la présente invention est de proposer une lignée de mals consanguine unique ayant la désignation 78010. Un autre objet de la présente invention est de proposer une lignée consanguine ayant la désigna- tion 78010, qui possède des caractéristiques appropriées lorsqu'elle est croisée, comme parent mâle ou parent femelle, avec une autre lignée consanguine de mals, l'hybride de première génération (F1) ainsi produit ayant des caractéristiques avantageuses et souhaitables. Un autre objet de la présente invention est de proposer du pollen de la lignée consanguine 78010 destiné à la fécondation d'autres variétés de mais pour produire des hybrides de mais de première génération (F1) doués de caractéristiques excellentes et améliorées. La présente invention a en outre pour objet de proposer un procédé de production d'hybrides de mais à partir de lignées parentales consanguines dont l'une est la lignée consanguine 78010, permettant d'obtenir comme conséquence de l'hétérosis, un mais hybride de première génération (F1) doué de caractéristi- ques avantageuses telles qu'un haut rendement, une meilleure stabilité, une meilleure résistance aux insectes et une meilleure résistance aux maladies, etc. Ces objectifs de l'invention sont atteints, ainsi que d'autres, avec une lignée consanguine de mais ayant la désignation 78010 donnant un rendement supérieur, ayant des tiges excellentes et douée d'excellentes caractéristiques de capacité de la plante à rester verte. La présente invention propose, dans une autre forme de réalisation, un mais hydride produit par croisement d'une première lignée de mais avec une seconde lignée de mais, la première ou la seconde de ces lignées étant la lignée consanguine de mais 78010 et l'autre lignée de mais étant une lignée consanguine d'un mais autre que 78010 ou représentant un croisement de mais hybride. Selon une autre de ses particularités, la présente invention propose de la graine de la lignée consanguine 78010. Suivant encore une autre de ses particulari- tés, la présente invention propose du pollen de la lignée consanguine 78010, utile à la fécondation d'autres lignéesde mais pour produire de la graine. Une forme de réalisation de la présente invention réside également dans un procédé de production d'une variété de mais hybride consistant: (a) à semer à distance pollinisante des graines de la lignée consanguine 78010 et des graines d'une autre lignée de mais (b) à cultiver les plants de mais résultant des semailles avant l'époque de la floraison; (c) à enlever les fleurs mâles des plants de l'une ou l'autre des lignées de mais; (d) à laisser la pollinisation croisée s'effectuer entre la lignée consanguine 78010 et l'autre lignée de mais; et (e) à récolter des graines produites sur les plants de la lignée privée des fleurs mâles, avec des formes de réalisation impliquant le fait que l'autre lignée de mais est un croisement de mais hydride ou une lignée de mais consanguine et avec une forme de réalisation particulièrement appréciée résidant dans l'utilisation d'une autre lignée consangui- ne de mais comme autre lignée de mais dans le procédé ci-dessus. Comme indiqué ci-dessus, l'invention propose une lignée consanguine 78010 nouvelle utile comme lignée parentale par croisement avec d'autres lignées de mais, notamment des lignées consanguines de mais, pour produire des hybrides de mais de première génération (F1). Bien que la lignée consanguine 78010 soit généralement utilisée comme parent femelle dans le croisement, la lignée consanguine 78010 peut, le cas échéant, être utilisée comme parent mâle. La lignée consanguine de mais 78010 est une lignée consanguine de mais "dent de cheval" jaune et elle a été créée comme indiqué ci-après: Un croisement de lignées hybrides A634 (constituant le mâle) et B73 (constituant la femelle), accessibles au public respectivement auprès de l'Univer- sity of Minnesota, St. Paul, Minnesota et de l'Iowa State University, Ames, Iowa, a été effectué en utilisant des techniques classiques d'hybridation croisée. Plus particulièrement, le croisement B73 (Iowa Stiff Stalk Synthetic) x A634, a été effectué à Dayton, Iowa. On a réuni les graines de la génération SO provenant des épis récoltés. Des graines du croisement de la génération SO ont été expédiées à Homestead, Floride, en vue d'une auto-pollinisation. Tous les épis récoltés ont été renvoyés à Dayton, Iowa, égrenés, et les graines de la génération Sl ont été réunies. Les graines de la génération SI ont été semées à Dayton, Iowa, en une seule rangée et les plantes ont été auto-pollinisées. Trois épis autopollinisés (graines de la génération S2) ont été récoltés, égrenés séparément et les graines de la génération S2 ont été maintenues séparément. Les graines de la génération S2 de l'épi N 1 (sur les trois récoltés) ont été semées à Homestead, Floride, dans un ensemble de cinq rangées et les plantes ont été auto-pollinisées. Cinq épis auto- pollinisés ont été récoltés et renvoyés à Dayton, Iowa. Chaque épi a été égrené séparément et les graines de la génération S3 ont été maintenues séparé- ment. Les graines de la génération S3 de l'épi n 3 (sur les cinq récoltés) ont été semées à Dayton, Iowa, dans un ensemble de deux rangées et les plantes ont été auto-pollinisées. Quatre épis auto-pollinisés ont été récoltés, égrenés séparément et les graines de la génération S4 ont été maintenues séparément. Des graines de la génération S4 de l'épi N 4 (sur les quatre récoltés) ont été semées à Homestead, Floride, en une rangée unique et les plantes ont été auto-pollinisées. Un épi auto-pollinisé a été récolté et renvoyé à Dayton, Iowa, et les graines de la génération S5 ont été détachées et conservées. Les graines de la génération S5 de l'épi unique ont été semées à Dayton, Iowa, en une seule rangée et les plantes ont été auto-pollinisées. Aucun épi n'a été récolté. Les graines de la génération S5 ont été semées enHawaii en une seule rangée et les plantes ont été auto-pollinisées. Neuf épis ont été récoltés, renvoyés à Dayton, Iowa, égrenés et les graines ont été rassemblées. La semence a reçu le numéro de code 78010. Une source pure de 78010 a été entretenue par auto-pollinisation et réunion des graines d'épis sélectionnés de chaque génération. Des graines de cette lignée consanguine engendrées comme résultat de la sélection consanguine ci-dessus ont été déposées le 25 avril 1985 auprès de l'American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 et ont reçu le numéro d'enre- gistrement 40182. Les cellules de plantes de la lignée consanguine 78010 qui peuvent être développées en culture et différenciées ou régénérées pour former des plantes de la lignée consanguine constituent également une partie de la présente invention. Pour des détails sur les méthodes de reproduction, on renvoie à C. E. Green et- C. A. Rhodes, "Plant Regenera- tion In Tissue Culture of Maize", 1982, Maize for Biological Research, publié sous la direction de W. F. Sheridan, Plant Molecular Biology Association, Charlottesville, Va. pages 367-372. Comme indiqué ci-dessus,la lignée consangui- ne 78010 est un mais "dent de cheval" jaune tout à fait apte à se développer dans la Ceinture Septentrio- nale de culture du Mais des Etats-Unis d'Amérique, notamment dans 1' Iowa. Cette lignée consanguine présente les caractéristiques suivantes: Maturité Jours écoulés entre la levée et l'obtention de 50% de plantes présentant des fleurs: 81 jours/1382 unités de chaleur. 74 jours entre 50% defleurs et la récolte à 25% en poids d'humidité des grains: Plante Hauteur (sous la feuille à la base de lapanicule: 140cm Hauteur de l'épi (jusqu'à la base de l'épi supérieur): 80 cm Nombre de talles: néant Nombre d'épis par tige: tendance à la formation de deux épis Type de cytoplasme: normal Feuille Couleur: vert moyen (WF9) - Angle formé avec la tige: 25. 30 Emission de pollen: légère (WF9) Couleur des anthères: pourpre Couleur desglumes: verte Epi (épi épluché sauf spécification contraire) Longueur: 16 cm Diamètre au point médian: 42 mm Poids: 119 g Rangées de grains: 16; distinctes; en courbe légère Couleur des soies (exposées au stade de formation des fleurs: vert-jaune Extension de l'enveloppe (stade de la récolte): moyenne (couvrant à peine l'épi) Feuille d'enveloppe: courte ( 48 cm) Pédoncule: 9 cm de longueur; entre-noeuds:5 Conicité: moyenne Grain (séché) Dimensions (au point médian de l'épi): 10mm de longueur; 8 mm de largeur; 5 mm d'épaisseur Qualité morphologique (% de ronds): 60-80 Couleur du péricarpe: incolore Couleur de l'aleurone: blanche non teintée Couleur de l'endosperme: jaune, coiffe blanche Type d'endosperme: amidon normal Poids/100 grains (échantillon non calibré): 34 g Rafle Diamètre au point médian: 26 mm Solidité: solide Couleur: rouge Résistance aux maladies Anthracnose (phase foliaire): résistant Fétrissure des feuilles (race O): résistante Piétin-verse: résistant Lignée ressemblant le plus étroitement à la lignée consanguine de mais 78010 pour les caractéristiques données: Caractère Variété Maturité A634Ht Type de plante A634Ht Type d'épi B73 Les calculs en unités de chaleur sont effectués en utilisant la formule suivante: GDD= [Température maximale journalière (30 C) plus température minimale journalière (10,5 C)] divisé par 2 moins 10,5 C. f593666 La lignée consanguine de mais 78010 est une lignée consanguine de mais jaune "dent de cheval". La lignée consanguine connue la plus proche est la lignée A634Ht. La lignée consanguine 78010 est statistiquement très différente de la lignée consanguine A634Ht connue en ce qui concerne la hauteur des plants (140 cm contre 159 cm); l'angle des feuilles par rapport à la tige (23,70 contre 44,3 ); la couleur des anthères (pourpre au lieu de jaune-vert) et la couleur desfleurs $ (jaune-vert au lieu de pourpre). En outre, cette lignée consanguine a des caractéristiques distinctes en ce qui concerne le diamètre des épis (42 au lieu de 38 mm) et le poids par 100 graines (34,1 au lieu de 29,3 g). Ces caractéristiques de la lignée consangui- ne 78010 par rapport à la lignée consanguine A634Ht publiquement connue sont récapitulées sur le tableau I ci-dessous: Comparaison TABLEAU I entre 78010 et A634Ht Caractéristiques de la Hypothèse d'essai plante et de l'épi 78010 A634Ht H0 P 2 HA: "1 "2 1. Hauteur de la plante (cm) 140 159 Sig. (v = 0,1) 2. Angle des feuilles avec la tige (o) 23,70 44,30 Sig. (c = 0,1) 3. Couleur des anthères pourpre jaune-vert 4. Diamètre de l'épi (mm) 42 38 Sig. ( = 0,1) 5. Couleur des fleurs 9 vert-jaune pourpre 6. Poids des graines pour 100 graires(g) 34,1 29,3 Sig. (a = 0,1) 1) N1 # N2 1 1 L'analysedes iso-enzymes deslignées consan- guines 78010 et A634Ht montre que des différences génétiques existent dans au moins quatre loci différents, AcPH -- 2 au lieu de 4; Idh B -- 6 au lieu de 4 MDHB -- 3,5 au lieu de 6 et PHI -- 5 au lieu de 4. Les génotypes des iso-enzymes de la lignée consanguine 78010 comparativement aux lignées consanguines B73Ht et A634Ht connues sont représentés sur le tableau II suivant: TABLEAU II Génotypes des iso-enzymes de parents DEKALB choisis LOCUS Nombre de ACPH ADH Cat EP GOT U GOT M GOT L B-Glu IDH A IDH B MIDH A MDH B MDH C MDH D MDH E PGM A PGM B PHI Alleles Presents 78010 B.73Ht A634Ht plantes analysées 6 6 6 6* 3,5 6* 3,5 6* '9 * L'allèle est probablement 6 mais zéro ne peut pas être écarté La technique d'utilisation d'iso-enzymes pour l'étude des génotypes ou étude par "fingerprint" est décrite dans la publication suivante: M.M. Goodman et C. W. Stuber, 1980, Genetic identifi- cation of lines and crosses using isoenzyme electro- phoresis. Proceedings of the Thirty-fifth Annual Corn and Sorghum Industry Research Conference. La lignée consanguine 78010 est une lignée parentale avantageuse à utiliser dans la production de mais hybride, notamment de mais hybride à la première génération (F1). Là o l'on utilise cette lignée consanguine, on le fait avec une autre lignée consanguine, par exemple, et les deux lignées consanguines sont soumises à une hybridation croisée selon des techniques classiques. Plus particulièrement, deux lignées consan- guines en tant que parents, dont l'une est la lignée consanguine 78010, sont semées à distance de pollinisa- tion l'une de l'autre. On peut y parvenir en semant les lignées parentales en rangées alternées, en groupes de rangées ou selon toute autre configuration pratique de plantation. On laisse les plantes des deux lignées se développer jusqu'au moment de la floraison. Pendant ce stade de croissance, il est avantageux d'éclaircir généralement les plantes au stade approximatif de la troisième feuille, de même qu'on les traite en général avec un engrais et/ou d'autres substances agrochimiques selon le traitement que l'agriculteur considère comme approprié. Au moment de la floraison, au cas o la lignée consanguine 78010 est utilisée comme parent mâle, les panicules de l'autre lignée parentale sont enlevées de toutes les plantes de l'autre lignée parentale utilisée comme lignée parentale femelle. L'élimination des panicules Peut être effectuée à la main mais on peut aussi l'effectuer à la machine, le cas échéant. A titre de variante, on peut procéder à une stérilisation ou transformation chimique du parent femelle par l'addition d'un caractère cytoplasmique de stérilité mâle. Lorsqu'on utilise la lignée consanguine 78010 comme parent femelle, on enlève ses panicules et on laisse l'autre lignée parentale produire normalement du pollen. Dans les deux cas, on laisse ensuite les lignées poursuivre leur développement et la pollini- sation croisée anémophile naturelle a lieu comme cela est normal dans la pollinisation de graminées, y compris le mais. Par suite de l'élimination des fleurs mâles de la lignée parentale femelle, tout le pollen provenant de la lignée parentale mâle est disponible pour la pollinisation, attendu que les panicules et par conséquent les parties florales pollinifères ont été préalablement retirées de toutes les plantes de la lignée consanguine qui est utilisée comme femelle dans l'hybridation. Naturellement, il est évident qu' au cours de ce processus d'hybridation, on cultive les variétés parentales de manière à les isoler d'autres champs de mais pour empêcher toute contamination accidentelle du pollen par des sources étrangères. Les techniques d'isolement sont tout à fait du ressort de l'homme de l'art. On laisse les deux lignées consanguines parentales de mais poursuivre leur développement jusqu'à maturité, mais on ne recolte que les épis issus de la lignée consanguine femelle en tant que parent, pour obtenir des graines d'un mais hybride nouveau de la génération F1. Le cas échéant, on peut récolter le mais produit dans la variété parentale mâle, par exemple pour l'utiliser comme céréale, mais ces semences sont sans utilité en tant que semence hybride. La semence hybride nouvelle de génération F1 qui est produite peut ensuite être semée lors d'une saison ultérieure de culture avec les caractéristi- ques désirables en ce qui concerne l'obtention de plants de mais hybride de la génération F1 offrant de meilleurs rendements en céréale. La lignée consanguine 78010 a été utilisée pour produire des plants nouveaux de mais de génération F1 doués de caractéristiques nettement avantageuses, à savoir par l'utilisation de la lignée consanguine 78010 comme lignée consanguine parentale femelle avec la lignée consanguine 78060A spéciale comme parent mâle. Les caractéristiques de la variété hybride DK524 de première génération (F1) comparativement aux ré- sultats obtenus de façon identique pour une variété commerciale T1000 de DeKalb-Pfizer Genetics, qui mûlrissent toutes deux à une vitesse similaire et que l'on peut donc comparer judicieusement, sont reproduites sur le tableau III ci-dessous. TABLEAU III Pourcentage Hauteur Hauteur des Capacité de Absence Rapport Rendement en d'humidité des plan- épis, cm la plante à de verse rendement/ Hybride quintaux/Ha des grains tes, cm rester verte des tiges humidité DK524 T1000 107,7 ,02 * 23,0 23,3 * 231,6 ,4 * 113,03 87,9 * 96,3 ,9 * 99,5 0, 1 ,1 114,0 98,9 * * = Signification statistique au niveau de 1% Ln NO wJ (JJ Il ressort de ce qui précède que la lignée consanguine 78010 constitue une souche sélectionnée avantageuse à utiliser comme lignée parentale en tant que parent femelle, pour donner des hybrides de première génération doués de caractéristiques uniques et désirables. Il est tout aussi avantageux d'u- tiliser la lignée comme parent mâle. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de mais hybride, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à semer à distance de pollinisation des graines d'une lignée consanguine de mals ayant la désignation 78010 et d'une autre lignée de mais; (b) à cultiver des plants de mals résultant des semailles avant l'époque de la floraison; (c) à éliminer les fleurs mâles des plants de la lignée consanguine de mais 78010 ou de l'autre lignée de mals en question; (d) à laisser l'auto-pollinisation s'effectuer entre lesdites lignées de mais et (e) à récolter des graines produites par les plants de la lignée de mais dont les fleurs mâles ont été éliminées dans l'étape (c). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre lignée de mais est une lignée consanguine de mals autre, que la lignée consanguine de mais 78010. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il implique, dans l'étape (c), l'élimination des fleurs mâles des plants de l'autre lignée de mais en question.