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Wheat --- Agronomy --- GxExM --- Triticum aestivum L. --- Wheat Initiative

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L’Union européenne expose une réelle volonté de réduire l’utilisation des produits phytopharmaceutiques dont les herbicides. Parallèlement, une transition des systèmes de production vers l’agriculture biologique s’opère. Des nouvelles stratégies de lutte contre les adventices doivent donc être développées notamment via le désherbage mécanique qui revient à l’avant plan. En le combinant avec des herbicides, il permettrait d’en réduire les doses. Dans ce contexte, un essai de trois ans a été mis en place afin d’évaluer l’efficacité de différents outils de désherbage mécanique en combinaison d’herbicides anti-dicotylée ou anti-graminée à zéro, demi ou pleine dose.
Les résultats de cette présente étude ont révélé une réponse du désherbage mécanique différente selon les années en raison d’une flore adventice et de conditions météorologiques variables. Ainsi, lors d’infestations « raisonnables » de dicotylédones, le désherbage mécanique peut suffire à lui seul si toutefois les conditions permettent un accès au champ au moment opportun. Lorsque l’intervention n’est pas possible ou l’infestation de dicotylédones trop forte, l’utilisation d’herbicide semble inévitable. Sur une flore de graminées, l’utilisation d’un anti-graminée semble indispensable. Cependant, dans les deux cas, une demi-dose unique se montre suffisante pour contrôler efficacement les adventices présentes.
Néanmoins, il est avéré que le risque d’apparition de résistance aux herbicides augmente avec la réduction des doses. Il pourrait être intéressant de combiner du désherbage mécanique aux demi-doses d’herbicides afin d’ajouter une pression supplémentaire sur l’ensemble des adventices et réduire le risque d’apparition de résistance. Ce phénomène nécessite toutefois plus de recherches.
Cette combinaison du désherbage mécanique avec des herbicides à dose réduite peut également offrir une nouvelle stratégie de lutte contre une flore mixte en nombre « raisonnable ». Ainsi, le désherbage mécanique assurerait un contrôle sur les dicotylédones, tout en maintenant une pression sur l’ensemble des graminées, ces dernières étant gérées par une demi-dose d’anti-graminée.

Désherbage mécanique --- Herbicide --- Lutte intégrée --- Froment d'hiver --- Triticum aestivum L. --- Sciences du vivant > Agriculture & agronomie

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La production de plantes haploïdes doublées (HD) permet aux sélectionneurs végétaux d’obtenir des lignées complètement homozygotes en une seule génération. Le laboratoire de culture in vitro de l’Institut de Genech est spécialisé dans la production de plantes HD chez plusieurs espèces. Chez le blé tendre (Triticum aestivum L.), ce laboratoire utilise en routine le croisement intergénérique avec le maïs pour produire des HD. Toutefois l’entreprise souhaiterait se pencher vers une méthode utilisant l’androgenèse : la culture d’anthères. En effet, cette technique permettrait de ne plus devoir gérer une culture de maïs et un doublement chromosomique spontané est possible via cette méthode. Dans ce contexte, l’objectif de cette étude est d’explorer différentes pistes afin de mettre en place un protocole de culture d’anthères de blé tendre. Quatre expérimentations ont été effectuées sur des plantes mères de serre. Une première expérience a comparé deux types de prétraitement : un choc à 4°C pendant deux semaines appliqué sur l’épi et un choc à 1.0M mannitol pendant quatre jours à 20°C sur les anthères. Les deux méthodes ont obtenu une réponse androgénique similaire. Ensuite, les trois autres expérimentations ciblaient la composition du milieu d’induction. Une comparaison entre un milieu semi-liquide, W14mf, et un milieu solide, C17 a tout d’abord été réalisée. Le milieu W14mf a produit en moyenne une plus grande quantité de structures embryonnaires (SE) et de plantes vertes (PV ; 37,32 SE/100 anthères (A) et 7,64 PV/100A) par rapport au milieu C17 (8,72 SE/100A et 2,24 PV/100A). De plus, l’utilisation du milieu W14mf pré-conditionné avec cinq ovaires a permis de tripler la production en SE alors que, de façon étonnante, aucune progression du nombre de PV n’a été notée. Enfin, un ajout de 25mg/L d’arabinogalactane non purifiée dans le milieu W14mf n’a pas eu d’impact sur la réponse androgénique des microspores. L’albinisme a constitué un obstacle majeur pour certaines expérimentations. Dans certains cas, plus de 95% des plantes régénérées étaient albinos. Le génotype des plantes mères est le principal facteur expliquant ce phénomène. Mais de nombreux facteurs externes, tels que les conditions physiologiques des plantes mères, ont également un impact sur l’albinisme. Dès lors, une expérimentation à petite échelle a été effectuée pour comparer la réponse androgénique d’anthères provenant de plantes mères du champ et mis en culture sans prétraitement avec celle d’anthères provenant de plante mères de serre et mis en culture après un prétraitement des épis durant 2 semaines à 4°C. Les plantes mères de champs ont produit significativement plus de PV (10,64 PV/100A) par rapport aux plantes mères de serre (4,22 PV/100A). En conclusion, l’ensemble de ces expériences nous a permis d’affirmer que l’avenir de la culture d’anthères pour la production d’HD est prometteur au sein du laboratoire de l’Institut de Genech. Néanmoins, il sera nécessaire de trouver des solutions pour restreindre au maximum les deux principales limites de la culture d’anthères : l’albinisme et la dépendance au génotype des plantes mères. The production of doubled haploid (DH) plants enables plant breeders to obtain completely homozygous lines in a single generation. The in vitro culture laboratory of Genech Institute is specialized in the production of DH plants on several species. In common wheat (Triticum aestivum L.), this laboratory routinely uses the intergeneric cross with maize to produce DH. However, the company would like to look into a method which uses androgenesis: the anther culture. Indeed, this technique would eliminate the need to manage a maize culture and a spontaneous chromosomal doubling is possible via this method. In this context, the aim of this study was to explore different clues in order to implement an anther culture protocol on common wheat. Four experimentations have been carried out on mother plants coming from the greenhouse. A first experiment compared two types of pretreatment: a 4°C shock applied during two weeks on spike and a 1.0M mannitol shock during four days at 20°C on anthers. The two methods displayed a similar androgenic response. Then, the three other experimentations were focused on the composition of the induction medium. A comparison between a semi-liquid medium, W14mf, and a solid medium, C17, was firstly done. The W14mf medium produced in average more embryo-like structures (ELS) and green plants (GP; 37.32 ELS/100 anthers (A) and 7.64 GP/100A) than C17 medium (8.72 ELS/100A and 2.24 GP/100A). Moreover, the use of pre-conditioned W14mf medium with five ovaries helped to triple the production of ELS, whereas surprisingly, no increase in the number of GP was recorded. Lastly, an addition of 25 mg/L of non-purified arabinogalactan in the W14mf medium didn’t have an impact on the androgenic response of microspores. The albinism formed a major obstacle for some experiments. In some cases, more than 95% of the regenerated plants were albinos. The main factor explaining this phenomenon is the genotype of mother plants. But a lot of external factors, such as the physiological conditions of mother plants, have also an impact on albinism. Therefore, a small-scale experiment was undertaken to compare the androgenic response of anthers of mother plants originating from the field and in which no stress pretreatment was done, with mother plants coming from the greenhouse and in which a 4°C pretreatment was done on spikes during two weeks. The mother plants of the field produced significantly more GP (10.64 GP/100A) than mother plants of the greenhouse (4.22 PV/100). To conclude, this set of experimentations allowed us to reveal that the future of anther culture to generate DH seems promising within the laboratory of Genech Institute. Nevertheless, it will be necessary to find solutions to limit as much as possible the two main constraints of anther culture: the albinism and the dependence on mother plants genotype.

Doubled haploid --- Androgenesis --- Anther culture --- Triticum aestivum L. --- Common wheat --- Haploïde doublé --- Androgenèse --- Culture d'anthères --- Triticum aestivum L. --- Blé tendre --- Sciences du vivant > Biologie végétale (sciences végétales, sylviculture, mycologie...) --- Sciences du vivant > Agriculture & agronomie

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Les nombreux effets néfastes de l’utilisation des pesticides chimiques de synthèse sur l’environnement ont poussé l’agriculture à se tourner vers des moyens de lutte plus respectueux de l’environnement. C’est dans ce contexte que le présent travail tente d’évaluer l’impact de stimulateurs de défense des plantes (Bacillus amyloliquefaciens Fukomoto, peaT 1 et Hrip 1) et de sémiochimiques (nepetalactone et salicylate de méthyle) sur la population de pucerons et par la même occasion sur la transmission du virus barley yellow dwarf virus (BYDV). Dans un premier temps, des tests de comportement de Sitobion avenae Fabricius, sur Triticum aestivum L. (froment), face à différentes concentrations de nepetalactone (0.1%, 1% et 10%) et à Hrip 1 ont été réalisés. Aucune différence significative n’a été observée. Ensuite, une mesure du taux de transmission du virus BYDV-PAV par S. avenae en fonction de l’élicitation avec Hrip 1 a été effectuée mais aucune différence significative n’a été constatée. Dans un second temps, une étude de l’évolution des pucerons et une mesure du taux de transmission de BYDV-PAV et GAV, dans un champ de froment d’hiver, en fonction de six modalités (nepetalactone, salicylate de méthyle, peaT 1, peaT 1/salicylate de méthyle, Bacillus amyloliquefaciens et contrôle) ont été réalisées. Pour les pucerons observés sur les talles, une différence hautement significative entre la population de pucerons et plus particulièrement S. avenae et le traitement Bacillus a été observée. Lors de la mesure du taux de transmission de BYDV-PAV et GAV, aucune différence n’a été constatée. Malgré cela, aucune souche GAV n’a été retrouvée dans les parcelles avec un éliciteur (Bacillus amyloliquefaciens, peaT 1 et peaT 1 / salicylate de méthyle).

froment (Triticum aestivum L.), Sitobion avenae Fabricius, éliciteurs, Hrip 1, nepetalactone, sémiochimiques, Bacillus amyloliquefaciens Fukomoto, peaT 1, barley yellow dwarf virus (BYDV), salicylate de méthyle --- Sciences du vivant > Entomologie & lutte antiravageur

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This Special Issue on ‘Advances in Cereal Crops Breeding’ comprises 10 papers covering a wide range of subjects, including the expression-level investigation of genes in terms of salinity stress adaptations and their relationships with proteomics in rice, the use of genetic analysis to assess the general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) in promising hybrids of maize, the use of DNA markers based on PCR in rice, the identification of quantitative trait loci (QTLs) in wheat and simple sequence repeats (SSR) in rice, the use of single-nucleotide polymorphisms (SNP) in a genome-wide association study (GWAS) in cereals, and Nanopore direct RNA sequencing of related with LTR RNA retrotransposon in triticale prior to the genomic selection of heterotic maize hybrids.

Research & information: general --- maize --- density tolerance --- combining ability --- gene effects --- genetic diversity --- rice --- salinity --- submergence tolerance --- blast --- SSR markers --- PCR analysis --- long non-coding RNAs --- seed development --- Nanopore sequencing --- retrotransposons --- triticale --- prediction accuracy --- mixed linear and Bayesian models --- machine learning algorithms --- training set size and composition --- parametric and nonparametric models --- drought stress --- dendrogram --- barley --- breeding --- marker-assisted selection --- genes --- genetic resources --- genome editing --- health benefits --- metabolomics --- oat --- QTL --- wheat --- Triticum aestivum L. --- QMrl-7B --- root traits --- grain yield --- nitrogen use efficiency --- GWAS --- salinity tolerance --- Vietnamese landraces --- abiotic stress --- root --- auxin --- YUCCA --- PIN --- proteomics --- mass spectrometry --- n/a