La polyploïdie est la condition dans laquelle un organisme possède plus de deux ensembles de base de chromosomes. Lorsqu'il y a trois, quatre, cinq ou six ensembles de base de chromosomes, on les appelle respectivement triploïdie (3x), tétraploïdie (4x), pentaploïdie (5x) et hexaploïdie (6x). Généralement, la polyploïdie est très fréquente chez les plantes mais plus rare chez les animaux. Une augmentation du nombre d'ensembles de chromosomes a été un facteur important dans l'origine de nouvelles espèces végétales. Mais un niveau de ploïdie plus élevé conduit à la mort. La polyploïdie est de deux types. Ce sont l'autopolyploïdie et l'allopolyploïdie
1. Autopolyploïdie
L'organisme qui possède plus de deux ensembles haploïdes de chromosomes issus de la même espèce est appelé autopolyploïde. Ils sont divisés en deux types. Autotriploïdes et autotétraploïdes.
Les autotriploïdes ont trois ensembles de leurs propres génomes. Ils peuvent être produits artificiellement par croisement entre des espèces autotétraploïdes et diploïdes. Ils sont hautement stériles en raison de la formation défectueuse de gamètes. Exemple : Les bananiers cultivés sont généralement triploïdes et sont sans pépins et ont des fruits plus gros que les diploïdes. Les betteraves à sucre triploïdes ont une teneur en sucre plus élevée que les diploïdes et sont résistantes aux moisissures. Le doob commun ( Cyanodon dactylon ) est un autotriploïde naturel. La pastèque sans pépins, la pomme, la betterave à sucre, la tomate, la banane sont des autotriploïdes artificiels.
Les autotétraploïdes possèdent quatre copies de leur propre génome. Ils peuvent être induits en doublant les chromosomes d'une espèce diploïde. Exemple : seigle, raisin, luzerne, arachide, pomme de terre et café.
2. Allopolyploïdie
Un organisme qui possède au moins deux ensembles de base de chromosomes dérivés de deux espèces différentes est appelé allopolyploïdie. Il peut être développé par croisements interspécifiques et la fertilité est restaurée par doublement chromosomique avec un traitement à la colchicine. Les allopolyploïdes se forment uniquement entre des espèces étroitement apparentées. (Figure 3.22)
Exemple : 1 Raphanobrassica , GD Karpechenko (1927) un généticien russe, a croisé le radis ( Raphanus sativus , 2n=18) et le chou ( Brassica oleracea , 2n=18) pour produire un hybride F 1 qui était stérile. Quand il a doublé le chromosome de l'hybride F 1 , il l'a rendu fertile. Il s'attendait à ce que cette plante présente la racine de radis et les feuilles comme du chou, ce qui rendrait toute la plante comestible, mais c'était l'inverse, il a donc été très déçu.
Exemple : 2 Triticale , la première céréale fabriquée par l'homme. Selon le niveau de ploïdie, le triticale peut être divisé en trois groupes principaux.
(je). Tétraploïdie : Croisements entre le blé diploïde et le seigle.
(ii). Hexaploïdie : croisements entre le blé tétraploïde Triticum durum (blé macaroni) et le seigle
(iii). Octoploïdie : croisements entre le blé hexaploïde T. aestivum (blé panifiable) et le seigle
Les plantes hybrides Hexaploïdy Triticale présentent les caractéristiques du blé macaroni et du seigle. Par exemple, ils combinent la teneur élevée en protéines du blé avec la teneur élevée du seigle en acide aminé lysine, qui est faible dans le blé. Cela peut être expliqué par le graphique ci-dessous (Figure : 3.23).
La colchicine , un alcaloïde est extrait de la racine et des bulbes de Colchicum autumnale , lorsqu'elle est appliquée à faible concentration sur les pointes de croissance des plantes, elle induira une polyploïdie. Étonnamment, il n'affecte pas la plante source Colchicum , en raison de la présence d'anticolochicine.
Signification de la ploïdie
· De nombreux polyploïdes sont plus vigoureux et plus adaptables que les diploïdes.
· De nombreuses plantes ornementales sont autotétraploïdes et ont des fleurs plus grosses et une durée de floraison plus longue que les diploïdes.
· Les autopolyploïdes ont généralement une augmentation du poids frais en raison d'une plus grande teneur en eau.
· Les aneuploïdes sont utiles pour déterminer les effets phénotypiques de la perte ou du gain de différents chromosomes.
· De nombreux angiospermes sont allopolyploïdes et jouent un rôle dans l'évolution des plantes.