Histoire de la génétique et de l'amélioration des plantes André Gallais

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Résumé

Pourquoi réunir dans un même ouvrage l'histoire de la génétique et celle de l'amélioration des plantes ? Parce que les histoires de ces deux disciplines sont très liées à travers la notion d'hérédité et de gènes. Les découvertes de la sexualité chez les plantes, des lois de Mendel, des modalités de la fécondation et de la formation des gamètes, les notions de gène, de génotype et de phénotype sont aussi importantes pour la génétique que pour l'amélioration des plantes. Les méthodes et les outils de l'amélioration des plantes ont évolué au fur et à mesure de l'avancée des connaissances en génétique et de la compréhension du passage des gènes aux caractères. Quels ont été leurs impacts sur les caractères agronomiques des variétés des plantes cultivées ? Comment s'est organisée toute la chaîne de la production de semences améliorées pour l'agriculteur ? Quels en ont été les acteurs au cours du temps aux niveaux national et international ? Cet ouvrage original est une invitation à explorer les aventures de ces deux disciplines, à découvrir les hommes et les femmes qui les ont animées, au gré de leurs méandres, de leurs controverses, de leurs fausses routes et de leurs accélérations jusqu'à nos jours. Il s'adresse à un public assez large qui s'intéresse à la génétique et à l'amélioration des plantes, plus particulièrement aux généticiens des plantes, aux ingénieurs et responsables conduisant des programmes de sélection végétale, aux enseignants en génétique ou en amélioration des plantes ainsi qu'aux étudiants de 2 et 3 cycles dans ces domaines, mais aussi aux enseignants en biologie des lycées.

Auteur :: Gallais, André
Éditeur :: Paris, Quae, 2018
Genre :: Essai
Langue :: français.
Description du livre original :: 1 vol. (286 p.)
ISBN :: 9782759229000.
Domaine public :: Non

Table des matières

Avant-propos
Remerciements
Organismes ou établissements ayant contribué aux frais d’édition de l’ouvrage
1ère partie. L’aventure de la génétique
- Chapitre 1. De la découverte de la sexualité à la théorie chromosomique de l’hérédité
  - La découverte de la sexualité et l’origine de l’embryon avant le xixe siècle
    - La sexualité chez l’homme et les animaux : une notion très ancienne
    - La découverte de la sexualité chez plantes : une notion assez récente
    - Le développement de l’embryon avant le xixe siècle : épigenèse et préformation
  - L’évolution des espèces et l’hérédité d’Aristote à Darwin
    - Les fixistes
      - John Ray
      - Carl von Linné
    - Un pré-évolutionniste : Buffon
    - Deux conceptions de l’origine de la variation entre espèces et de l’évolution
      - Jean-Baptiste de Lamarck : l’hérédité des caractères acquis
      - L’idée de l’hérédité des caractères acquis
      - La contestation de l’idée par August Weismann
      - Les suites du lamarckisme
      - Conclusion
      - Charles Darwin : la sélection naturelle et l’idée de la pangenèse
      - L’adaptation et l’évolution des espèces par la sélection naturelle
      - L’étude des systèmes de reproduction chez les plantes
      - Formulation d’un support de l’hérédité : la théorie de la pangenèse
      - La critique de la théorie de la réponse à la sélection naturelle par Jenkin
      - Mais Darwin n’a pas rejeté l’hérédité des caractères acquis
  - Les hybrideurs et les prémendéliens
    - Un précurseur : Thomas Fairchild
    - Les hybrideurs allemands et suisses
      - Joseph Gottlieb Koelreuter
      - Karl Friedrich von Gaertner et Karl Wilhelm von Naegeli
      - Wilhelm Rimpau
      - Wilhelm Olbers Focke
    - Les hybrideurs anglais : Thomas Andrew Knight et ses émules
    - Les hybrideurs français
      - Augustin Sageret
      - Dominique Alexandre Godron
      - Charles Naudin, un prémendélien
      - Louis de Vilmorin et son fils Henry
  - Du concept de gène à la théorie chromosomique de l’hérédité
    - Le mendélisme sensu stricto et l’émergence de la génétique formelle
      - Vers le concept de gène : l’apport de Gregor Johann Mendel
      - La redécouverte des lois de Mendel : De Vries, Correns, Tschermak
      - Pourquoi la découverte de Mendel a-t-elle été ignorée pendant 34 ans ?
      - L’apport d’Hugo De Vries
      - L’apport de Carl Correns
      - L’apport d’Erik von Tschermak
      - L’apport des mutationnistes
    - La découverte des mécanismes de la fécondation et de la méiose
    - La conception et la localisation d’un support corpusculaire de l’hérédité
    - De la théorie chromosomique au mécanisme chromosomique de l’hérédité : Thomas H. Morgan
    - Une première révision de la notion de gène
    - La résistance au mendélisme en France
      - Le constat
      - L’analyse des causes de la résistance au mendélisme
      - La puissance de l’école lamarckienne et une conception plus physiologique de l’hérédité
      - L’influence des recherches sur l’eugénisme
      - L’organisation de la recherche et de l’enseignement
  - Notes
- Chapitre 2. La diversification de la génétique
  - L’apparition de la génétique quantitative et de la génétique des populations
    - Le développement de la génétique quantitative
      - Francis Galton et la régression enfants-parents : vers l’héritabilité au sens étroit
      - Wilhelm Johannsen et l’héritabilité au sens large : la notion de génotype et de phénotype
      - Les modélisateurs de la variation génétique continue et la théorie de la sélection artificielle
      - Les bases expérimentales : Herman Nilsson-Ehle et Edward M. East
      - La modélisation de l’effet de la sélection naturelle : Ronald A. Fisher
      - Sewall Wright, Jay L. Lush et la notion d’héritabilité au sens restreint
      - La modélisation des populations issues de croisement entre lignées : Kenneth Mather
      - Une modélisation générale pour les populations à fécondation croisée : Oscar Kempthorne
      - Gustave Malécot et la relation d’identité
      - L’identification des gènes à effets quantitatifs
    - De la génétique des populations à la théorie synthétique de l’évolution
      - Le développement d’une génétique théorique et expérimentale des populations
      - La formulation d’une théorie néodarwinienne de l’évolution
      - Le refus de la théorie de l’évolution : les créationnistes
    - Le développement de la génétique des populations et de la génétique quantitative en France
      - La génétique des populations
      - Le développement de la génétique quantitative chez les animaux et chez les plantes
  - De la génétique physiologique à la biologie moléculaire et à la génomique
    - Des gènes aux caractères
      - Le passage de l’hypothèse « un gène - un caractère » à l’hypothèse « un gène - une enzyme »
      - L’explication du phénomène de dominance
      - Les gènes régulateurs
    - De la structure de l’ADN à la synthèse des protéines et au séquençage des génomes
      - La découverte de la structure de l’ADN et du codage des protéines
      - Le séquençage des génomes et la génomique structurale
      - Une surprise : la non-colinéarité des génomes au sein d’une espèce
    - D’autres grandes découvertes : le rôle de l’ADN non codant
      - Les transposons : l’apport de Barbara McClintock
      - Le gène éclaté : « un gène - plusieurs protéines, une protéine - plusieurs fonctions »
      - Des séquences répétées dans le génome
      - Les petits ARN régulateurs et l’épigénétique, la revanche de l’ARN !
      - D’autres gènes ne codant pas pour des protéines : la découverte des petits ARN
      - L’épigénétique
      - Bilan : l’importance de l’ADN non codant pour des protéines
  - Une génétique non mendélienne : la génétique cytoplasmique chez les plantes
    - La mise en évidence d’une hérédité non mendélienne
    - L’apport de la biologie moléculaire et de la génétique « nucléaire » chez les algues et les champignons
  - Vers un autre paradigme de la génétique ?
  - Notes
2e partie. L’histoire de l’amélioration des plantes et de la filière Semences et plants
- Chapitre 3. Évolution des méthodes et outils de l’amélioration des plantes
  - De la domestication au début de la sélection dirigée
    - 9.1. De la domestication à Louis de Vilmorin : sélection par la nature et l’agriculteur
    - Une longue phase de post-domestication
    - Le début de la création de variétés
      - John Le Couteur et Patrick Shirreff
      - Louis de Vilmorin
      - Frederick Hallett
      - Wilhelm Rimpau
      - Hjalmar Nilsson, station de Svalöf (Suède)
      - Conclusions
      - L’apparition de la terminologie « amélioration des plantes »
      - La reconnaissance de deux types de plantes
  - Le passage des populations aux lignées chez les plantes autogames
    - L’origine du concept de lignée pure
    - L’apparition des différents types de sélection généalogique
      - Le premier schéma : sélection et fixation en même temps
      - L’apparition d’autres schémas de sélection généalogique avec fixation avant la sélection
      - Méthode des bulks
      - La Single Seed Descent (SSD)
      - L’haplodiploïdisation (HD)
  - L’amélioration des populations et le passage des populations aux hybrides
    - Une pratique très ancienne devenue plus scientifique
      - La sélection massale
      - Le développement des méthodes de sélection récurrente
      - La sélection familiale ou ear-to-row method
      - La sélection sur descendances demi-frères
      - La formalisation de la sélection récurrente
    - L’origine du concept de variétés hybrides et le développement des hybrides de maïs aux États-Unis
      - Les hybrides entre populations
      - L’idée de Shull
      - Les facteurs de l’innovation et de son développement chez le maïs
    - Le développement des variétés hybrides en France
      - Le cas du maïs
      - L’extension du modèle hybride à d’autres espèces
      - Plantes allogames
      - Plantes autogames
      - Plantes légumières
    - Le développement des variétés synthétiques
    - Conclusion sur l’évolution des types de variétés
      - Des variétés de plus en plus homogènes
      - Les variétés-populations ou les variétés synthétiques : une alternative aux hybrides ?
  - L’évolution des outils : plus de précision, des ressources génétiques plus larges
    - Le phénotypage : de Louis de Vilmorin au phénotypage haut débit
    - La maîtrise de la reproduction à l’identique et la culture in vitro
      - La reproduction à l’identique
      - D’autres applications importantes de la culture in vitro
    - La manipulation des niveaux de ploïdie et les croisements interspécifiques
      - Le doublement du nombre chromosomique et la création de plantes triploïdes
      - L’haplodiploïdisation
      - La synthèse et la resynthèse d’espèces
    - Le transfert de gènes et d’allèles : du back-cross à la transgénèse dirigée
      - Le transfert d’allèles par la voie sexuée
      - Le transfert de gènes par voie sexuée d’une espèce à l’autre
      - La transgénèse
      - L’insertion aléatoire de gènes
      - Le développement des variétés transgéniques
      - Aujourd’hui : la transgénèse dirigée
    - De la mutagénèse aléatoire à l’édition de gènes
      - La mutagénèse aléatoire
      - L’édition d’allèles
    - La réassociation des organites cytoplasmiques
    - L’apport des marqueurs moléculaires
      - La cartographie génétique et la détection de gènes ou de QTL
      - La sélection assistée par marqueurs
      - La sélection génomique
    - Des voies en développement
      - La biologie de synthèse
      - L’augmentation du taux de recombinaison
    - Vers un changement de paradigme de la sélection végétale ?
  - L’impact du développement de la génétique sur l’amélioration des plantes
    - Les conséquences du mendélisme sur les méthodes de sélection
    - Le parallélisme des connaissances en génétique et des outils de l’amélioration des plantes
    - Le bilan du développement de la génétique
    - Les conséquences du refus du mendélisme : le mitchourinisme et le lyssenkisme
      - La réception du lamarckisme et du darwinisme en URSS
      - Ivan Vladimirovich Mitchourine
      - Trophim Lyssenko
  - Notes
- Chapitre 4. Le développement de la filière Semences et plants en France
  - De Schribaux à la filière actuelle en France
    - Un pionnier : Émile Schribaux
    - La filière actuelle en France
  - Les acteurs de la recherche et de la sélection
    - La séparation des métiers d’agriculteur et de sélectionneur
      - L’évolution de la sélection
      - Les avantages de la séparation des métiers
      - La sélection participative : le retour de la sélection par l’agriculteur ?
      - La nécessité du paiement du progrès génétique
    - L’évolution du rôle de la recherche publique en amélioration des plantes, en France
      - De 1900 à 1945 : la mise en place de la recherche publique
      - L’après-guerre et les Trente Glorieuses : la nécessité d’augmenter la productivité de l’agriculture
      - La conception de Jean Bustarret
      - L’Inra, organisme de développement agricole
      - L’Inra sélectionneur
      - L’aide à la finition des variétés et à la production de semences des variétés Inra : la mise en place d’Agri Obtentions
      - L’évolution de la recherche publique en amélioration végétale et le désengagement de l’Inra
      - Le développement d’associations entre la recherche publique et la recherche privée
      - Vers un abandon de l’activité création variétale par l’Inra
      - Le développement de partenariats privé-public pour la recherche fondamentale
      - La création variétale à l’Inra aujourd’hui et le rôle d’Agri Obtentions
      - Le rôle actuel de la recherche publique française et des centres internationaux de recherche agronomique
      - Conséquences et conclusion sur l’organisation et le rôle de la recherche publique
    - Le développement du secteur privé de la sélection
      - Les entreprises de sélection en France
      - Les entreprises de sélection au niveau mondial
  - La mise en place du Catalogue officiel des variétés
    - Le catalogue des variétés, une préoccupation ancienne
      - De l’Antiquité à Émile Schribaux
      - De la loi sur la répression des fraudes de 1905 au Comité de contrôle des semences
    - Le Comité technique permanent de la sélection et le groupe d’étude des Variétés et semences
      - Du Comité de contrôle des semences au CTPS
      - La mise en place du CTPS de 1942 à 1960
      - De 1960 à 1984 : l’essor du CTPS
      - Le Geves : une séparation entre l’Inra, obtenteur, et le Service d’étude des variétés
      - De 1984 à aujourd’hui : des missions plus larges pour le CTPS
    - La recommandation des variétés
    - La justification d’un catalogue
  - La protection des obtentions végétales aux niveaux mondial et français
    - La protection des inventions : une vieille préoccupation
    - La protection des obtentions végétales en France et en Europe
      - Du début des lois sur la protection des variétés à la convention Upov de 1961
      - La protection par certificat d’obtention végétale jusqu’en 1991
      - La prise en considération des inventions biotechnologiques
      - La nouvelle convention Upov avec la notion de variété essentiellement dérivée
      - La protection juridique des inventions biotechnologiques
      - La coexistence entre le COV et le brevet sur une invention biotechnologique
      - Une décision inquiétante pour l’avenir du COV
    - La protection des obtentions végétales aux États-Unis
  - L’organisation de la production des semences
    - Après 1945, le rôle des associations de producteurs de semences
    - La mise en place du contrôle de la production et de la certification des semences
    - Le rôle de l’interprofession Semences : le Gnis
  - La gestion des ressources génétiques de Vavilov à aujourd’hui
    - Définition des ressources génétiques pour le sélectionneur de plantes
    - Les premiers travaux scientifiques : de Candolle et Vavilov
    - La prise de conscience de l’importance des ressources génétiques végétales
    - Gestion statique ex situ ou gestion dynamique in situ ?
    - La gestion des ressources génétiques végétales au niveau mondial
    - La gestion des ressources génétiques végétales en France
  - Notes
- Chapitre 5. Évolution des caractères agronomiques des variétés
  - L’évolution des rendements des plantes de grande culture
    - L’évolution des rendements en France
    - Les progrès au niveau mondial
    - 20.3. La révolution verte chez les céréales à paille
    - 20.4. Le rôle des variétés hybrides
    - 20.5. La limite dans l’amélioration du rendement
  - Les progrès sur d’autres caractères
    - Le progrès en rusticité
      - Le progrès dans la résistance aux maladies
      - La valorisation de l’azote
      - La tolérance à la sécheresse et la valorisation de l’eau
      - L’adaptation à des conditions défavorables non identifiées
    - L’adaptation à la mécanisation
      - Exemple de la monogermie chez la betterave
      - L’augmentation de la résistance à la verse chez le maïs et les céréales à paille
    - L’amélioration de la qualité
      - La qualité de l’huile du colza
      - La teneur en sucre de la betterave
      - Autres exemples
  - L’amélioration des plantes répond à une demande
  - Notes
Encore et toujours des espoirs de progrès
Glossaire
Principales abréviations
Références bibliographiques

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