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La fructification de l’olivier expliquée aux oléiculteurs

15 mars 2018

Catégories : Technique Production

Par Catherine Breton et André Bervillé,

La fructification de l’olivier est restée mystérieuse jusqu’en 2012. Un modèle simple, à l’opposé de celui qui était jusque-là utilisé, rend compte, enfin, de la nouaison pour les croisements entre des dizaines de variétés. La standardisation des données de nouaison à 100 fleurs hermaphrodites est un préalable à l’analyse qui sans ça est biaisée par les divers types d’inflorescences et de fleurs caractéristiques de chaque variété.

La fructification de l’olivier expliquée aux oléiculteurs
 
par Catherine Breton et André Bervillé
 
Catherine Breton: Institut des Sciences de l'Évolution de Montpellier (ISE-M), UMR CNRS 5554 Place E. Bataillon, cc63, Bât 24, 1er étage, F-34095 Montpellier Cedex 5, France, catherine.marie.breton@gmail.com
André Bervillé: Ex INRA, UMR-DIAPC 1097, Supagro Bat 22, F-34060 Montpellier Cedex1, France  andre.jp.berville@orange.fr

I /les bases biologiques de la complexité de la reproduction

            On dit que la reproduction des plantes est très compliquée, il ne faut pas le croire, elle est complexe. Tous les mécanismes de la reproduction sont complexes, néanmoins ils sont très efficaces, car s’ils ne l’étaient pas, les espèces avec un système de reproduction peu efficace auraient disparu. Les espèces actuelles sont dotées de systèmes de reproduction performants modelés par la sélection naturelle. Pour certaines espèces les formes sauvages et celles cultivées n’ont pas le même type de reproduction, modelé par l’homme avec les biotechnologies.
            Les animaux consomment les plantes pour se nourrir et il est exceptionnel que des espèces végétales soient menacées d’extinction pour cette raison. L’homme peut exercer de telles pressions, actuellement de nombreuses espèces sont menacées par la cueillette abusive (le cycas, le champignon chenille…).

La domestication

            Quand nos ancêtres ont consommé des plantes, une fois la sédentarisation effectuée, la pression exercée sur ces espèces a conduit à ce que l’on appelle leur domestication. Il y a de nombreuses définitions de la domestication, soit descriptive, soit fonctionnelle. Sans entrer dans des subtilités de spécialistes, cantonnons-nous à donner un simple aperçu de la transformation d’une espèce qui la fait passer de sauvage à domestiquer. De nos jours, on pourrait penser qu’il n’y a pas d’ambiguïté à distinguer une forme sauvage d’une forme cultivée. C’est vrai pour des espèces cultivées, hors de leur zone d’origine, comme la tomate, la pomme de terre, le tabac, mais pas pour toutes, pour le tournesol d’origine américaine (Mexique, USA), il peut se croiser en France, avec des tournesols sauvages introduits avec des semences produites aux USA. Détrompez-vous, même des spécialistes peuvent se laisser abuser, car dès que la forme cultivée peut se croiser avec une vraie forme sauvage, alors, on ne peut plus attribuer un statut sauvage ou cultivé aux descendants.

Et chez l’olivier ?

            Pour les espèces pérennes fruitières, il n’y a généralement pas d’ambiguïté, aucune n’a été domestiquée en Europe, mais en Asie, puis elles ont été importées, sauf pour l’olivier, domestiqué autour du bassin méditerranéen (Breton, 2006). Cette espèce est encore peu connue au niveau génétique, et le fait qu’elle soit emblématique exacerbe les modèles adaptés à montrer que la domestication s’est déroulée en tel lieu plutôt qu’en tel autre. Pourtant, les données archéologiques objectives ne permettent pas de le dire. S’il est démontré qu’il y a plusieurs origines de l’olivier cultivé, rien ne soutient qu’une est la plus ancienne, et donc on peut les considérer concomitantes (Breton et al., 2006).
           La domestication n’a pas modifié le régime de reproduction des espèces végétales. Pour les espèces autogames, – un individu est capable de s’autoféconder en conditions naturelles –, les variétés sont équivalentes à des lignées très homogènes lorsque l’on compare les individus. Pour les espèces allogames – un individu ne peut pas s’autoféconder, et les variétés sont restées des populations –, les individus sont tous différents et donc très hétérogènes. Ce n’est que récemment depuis les années 1950-60, que la technologie de production des hybrides a modifié certaines variétés (chez le maïs, le tournesol, la betterave, le colza …) de plantes allogames en hybrides F1 (hybride de 1ere génération obtenu en croisant deux lignées). Pour nombre d’espèces, et en particulier les cultures pérennes, le système de reproduction est resté celui de la forme sauvage. En particulier, c’est le cas chez l’olivier qui a hérité du système de reproduction de l’oléastre.
 
Les variétés et l’auto-incompatibilité

            De nombreux facteurs font que les variétés de l’olivier ont une structure génétique on ne peut plus simple, ce sont des clones, tous les individus d’une variété sont identiques, mais à la différence des autres espèces fruitières, l’olivier n’a que le vent comme pollinisateur – aucun insecte ne transporte le pollen de l’olivier – et le système d’auto-incompatibilité est aussi différent de celui des autres espèces fruitières (cerisier, abricotier, prunier). Ce n’est pas le système d’auto-incompatibilité qui est complexe, c’est la conjonction de plusieurs facteurs qui sont variables entre chaque oliveraie (vent, géographie, relief, haie, variété cultivée, autres variétés voisines) qui fait que ce qui est vrai pour un verger ne l’est pas pour un autre. De plus, ce qui est observé pour une variété (Bouteillan) n’est pas vrai pour une autre (Picholine). Le désarroi des professionnels et des oléiculteurs pour aménager les vergers est manifeste.
           Nous sommes donc, pour expliquer l’auto-incompatibilité chez l’olivier, sur un sentier étroit, peu fréquenté, et avec des chausses trappes, car une partie des résultats de l’auto-incompatibilité de l’olivier peut s’expliquer avec d’autres modèles d’auto-incompatibilité. Il faut donc rester global, ne pas choisir les données en fonction du modèle, il faut rester simple… et convaincants. Donc, nous essayons d’expliquer simplement, ce qui ne veut pas dire rapidement, en deux mots.
           Les données de croisements les plus anciennes et les plus complètes sont celles publiées par Musho (1977) suivi de Ouksili (1983), tous deux ont effectué leurs travaux de thèse chez Pierre Villemur à l’ENSAM-INRA. D’autres travaux ont précédé, ceux des Américains de Davis, mais ils sont très partiels, et leur choix de travailler sur 3-4 variétés a totalement faussé l’interprétation qu’ils donnent. Évidemment, vous avez bien compris, que tous les résultats obtenus depuis 70 ans sont immuables. Ce qui a continuellement changé et qui change encore, c’est l’interprétation des résultats passés et présents par des modèles qui doivent s’ajuster aux données pour obtenir la cohérence : On en est loin.
 
Les tests polliniques
            Les chercheurs ont d’abord observé la germination du pollen d’une variété sur le pistil d’une autre variété, c’est le principe même de l’incompatibilité. Ce n’est pas simple pour un arbre et c’est coûteux à réaliser, il faut du matériel onéreux. De plus, il faut transporter des rameaux du champ au laboratoire puis effectuer les observations au microscope. Le dessèchement du pollen, des rameaux en fleurs peut entraîner des perturbations dans les observations, et on attribuera la non germination du pollen à l’incompatibilité, alors que cette non germination est due aux mauvais traitements infligés aux rameaux. Néanmoins, chez nombre d’espèces le test de germination du pollen donne une réponse non ambiguë : s’il y a des tubes polliniques le croisement est compatible, et s’il n’y pas de tube pollinique le croisement est incompatible. Les travaux passés (américains, français, italiens...) disent clairement que chez l’olivier, ce n’est pas le cas, et tous les auteurs confirment que le test pollinique n’est pas utilisable en routine chez l’olivier, pour conclure à la compatibilité / incompatibilité du croisement, car le germination du pollen n’est pas toujours suivie de fruits, et qu’il faut substituer le test de germination à la production contrôlée de fruits sous un sac hermétique au pollen, le test de production de fruits sous sac apparaît comme beaucoup plus sûr. Seifi et al. (2015) ont montré que la germination du pollen n’était pas suivie de la fécondation de l’ovule chez l’olivier.

Les tests sous sacs
            Nous devons être bien d’accords que le test pollinique et la production de fruits ne sont pas comparables, mais que s’il n’y a pas germination du pollen sur le stigmate, il ne peut y avoir de fruit, alors qu’il peut y avoir germination du pollen sans qu’elle soit suivie d’un fruit. Dire que les deux tests sont parfaitement corrélés est donc faux, chez l’olivier, et chez d’autres espèces, quand on a comparé tests de germination du pollen et production de fruits sous sacs.

            Le test pollinique est du type tout ou rien, c’est compatible ou c’est incompatible, alors que le test sous sac donne un nombre de fruits (de 0 à quelques dizaines) et il faudra interpréter ce nombre de fruits pour conclure si c’est compatible ou incompatible. Évidemment, toute la difficulté est là, car des croisements avec des fruits sont bien incompatibles, c’est donc que les fruits viennent d’autofécondation – sous le sac il n’y a aucun moyen de l’empêcher – ou de croisements illicites dus au pollen ambiant qui circule dans le verger au moment de l’ouverture du sac. Néanmoins, l’autofécondation affecte tous les sacs du même taux, alors que la contamination est plutôt erratique. Des tests moléculaires permettent efficacement de déterminer s’il y a eu auto-fécondation ou croisement illicite, à condition que les fruits soient obtenus sous un sac qui a isolé les fleurs du pollen ambiant, ainsi le pollen apporté sous le sac est parfaitement identifié. De plus, les variétés de l’olivier diffèrent pas la structure de la panicule qui porte selon les variétés de 10 à plus de 50 fleurs. Le test de compatibilité est réalisé sur les rameaux qui portent les plus longues inflorescences, et donc, il faut comparer les variétés sur la base des fleurs hermaphrodites qui ont été ensachées. Les fleurs qui n’ont pas d’étamine, donc que femelle, et les fleurs qui n’ont pas de pistil, donc que mâle, ne produisent jamais de fruit.

La méthode après standardisation du nombre de fruits
            Nous avons résolu le problème de la variation de la structure de la panicule en standardisant le nombre de fruits pour 100 fleurs hermaphrodites. Il faut donc déterminer un seuil, unique pour toutes les variétés, en dessus duquel le nombre de fruits permet de dire ‘ce croisement est compatible’, et, c’est ce qui révulse certains d’entre nous, en dessous-duquel, même si des fruits sont observés, ‘le croisement sera déclaré incompatible’.
            Les fruits obtenus sous le sac sont donc d’une mère identifiée, mais pour chacun des fruits obtenus : 1) le père est bien celui qui correspond au pollen introduit sous le sac ; Les chercheurs ont toujours raisonné en considérant que : ‘le père est bien celui qui correspond au pollen introduit sous le sac’, et ils ont bien fait avancer les connaissances ainsi depuis un siècle. Avant l’utilisation des marqueurs moléculaires, les variétés qui ne font pas de pollen (connues depuis les années 1970), ont permis de vérifier que la contamination est de l’ordre de 10 % due au pollen ambiant, elles ne peuvent pas s’autoféconder, et donc s’il y a des fruits sous un sac, sans que l’on ait apporté de pollen, les fruits sont dus à du pollen ambiant contaminant. Néanmoins, maintenant que l’on a les moyens d’aller plus finement et précisément, on peut se demander si  1) le fruit provient d’une auto-fécondation de la mère ; 2) le père est un pollen contaminant non identifié. L’examen des fruits ne permet pas de trancher. Il faut analyser l’embryon de chaque fruit avec des marqueurs moléculaires de l’ADN pour chercher à savoir qui est le père. C’est faisable, et d’un coût non négligeable. Il faut bien utiliser les marqueurs moléculaires, car certains chercheurs font dire aux marqueurs ce qu’ils ne peuvent pas dire : « qui est le vrai père ». Les marqueurs moléculaires ne disent que : « c’est un père possible ». Pour que la probabilité que le père possible soit le vrai père soit très forte (99 %), il faut que le fruit ait été obtenu en apportant le pollen du père possible sous le sac, alors sont cohérents deux arguments très forts : le donneur de pollen est connu et les marqueurs sont en accord.
           
Comment fonctionne le système d’auto-incompatibilité de l’olivier

Le principe
            Le mécanisme est simple, deux protéines, P1 et P2  qui couvrent le stigmate et Pn (n peut être de 1 à 6) qui couvre le pollen, sont mises en contact quand le pollen atterrit sur le stigmate. Quand chez le stigmate et le pollen, P1 est présente -de même si ce sont P3 à P6, la réaction d’incompatibilité va se déclencher entre le stigmate et les tubes polliniques couverts de cette protéine. Les tubes polliniques vont tous être tués et éliminés. Les autres tubes polliniques qui atterrissent sont couverts de protéines P3… ou P6, qui diffèrent de celles du stigmate vont continuer leur croissance vers l’ovule. Un seul parviendra à l’ovule et le fécondera.

Sur le stigmate
            Sur le stigmate se déposent deux protéines qui viennent des deux allèles d’auto-incompatibilité (S-allèles) qui s’expriment chez l’arbre qui fleurit. Chaque individu, plante ou animal, reçoit pour chaque gène, un allèle de sa mère et un allèle de son père.
            *Les deux allèles qui codent pour la protéine d’incompatibilité s’expriment dans le stigmate.
Sur le pollen
            **Chez le pollen de l’olivier, l’expression des protéines se fait bien avant la méiose (1 mois avant la floraison), ce qui fait que toutes les cellules qui vont donner les grains de pollen reçoivent la, ou les deux mêmes protéines.
            ***Donc, chez l’olivier un arbre ne produit qu’une sorte de grain de pollen, car ils sont tous couverts des mêmes protéines.

Pourquoi l’olivier est-il différent du cerisier ?

            Chez le cerisier l’expression des protéines P se fait après la méiose, ce qui fait que chaque grain de pollen porte la protéine qui est codée dans son génome, le grain de pollen ne porte qu’un des deux allèles – on dit chez le cerisier que l’expression de l’auto-incompatibilité est gamétophytique (GSI). Chaque cerisier émet deux sortes de grains de pollen, chacun est recouvert d’une des deux protéines. Chez le cerisier la confrontation deux à deux des individus des variétés a révélé qu’il existe plusieurs dizaines de S-allèles. Cette multitude a deux conséquences : la probabilité que deux cerisiers tirés au hasard soient incompatibles est faible, et dans le cadre du modèle GSI, pour que deux cerisiers soient incompatibles, il faut qu’ils portent les deux mêmes S-allèles (Voir le schéma dans Breton et Bervillé 2012).
Les pépiniéristes commercialisent les paires de cerisiers compatibles.

Chez l’olivier :
            L’étude de milliers de croisements, entre des variétés d’origines très diverses, a montré que 6 S-allèles étaient présents, on les a nommés (ils s’écrivent en italique) de R1 à R6. Chacun des allèles code pour une protéine P, de P1 à P6
            # Pour les stigmates, le nombre de combinaisons possibles 2 à 2 des S-allèles est de 15, chaque variété porte une combinaison de 2 S-allèles de R1R2, … à R5R6. Donc, pour l’olivier il existe 15 types de variétés, et donc 20 avec les homozygotes prédits R1R1 à R5R5, mais que l’on a pas trouvés. On écrit les déterminants des stigmates [R1R2] qui donnent P1 et P2… à [R5R6] qui donne P5 et P6.
            ##Pour le pollen un individu qui porte
la paire [R1R4] produit du pollen qui porte le déterminant R1, il est recouvert par la protéine P1 ;
la paire [R1R2], [R2R3], [R2R4] ou [R2R5] produit du pollen qui porte le déterminant R2, il est recouvert par la protéine P2 ;
la paire [R3R4] produit du pollen qui porte le déterminant R3, il est recouvert par la protéine P3 ;
la paire [R4R5] produit du pollen qui porte le déterminant R5, il est recouvert par la protéine P5 ;
la paire [R1R6], [R2R6], [R3R6], [R4R6] ou [R5R6] produit du pollen qui porte le déterminant R6, il est recouvert par la protéine P6 ;
la paire [R1R3] produit du pollen qui porte les déterminants R1R3, il est recouvert par les protéines P1 et P3 ;
la paire [R1R5] produit du pollen qui porte les déterminants R1R5, il est recouvert par les protéines P1 et P5 ;
la paire [R3R5] produit du pollen qui porte les déterminants R3R5, il est recouvert par les protéines P3 et P5 ;
Ce sont les 15 paires que nous avons trouvées pour toutes les variétés analysées.
            Il n’y a pas de paire R4R4 trouvée à ce jour chez l’olivier, elle produirait du pollen qui porte le déterminant R4, il serait recouvert par la protéine P4, qui ne serait compatible que sur les paires sans R4, non recouvert par la protéine P4.
            Donc 15 paires de stigmates peuvent se combiner avec 8 classes de grains de pollen, soit 120 classes possibles de croisements. Pas étonnant donc, que des croisements chez l’olivier apparaissent si différents et que l’on en perde son latin !

Le modèle à 6 S-allèles explique bien les paradoxes observés

            Avec le modèle a deux S-allèles, tous les croisements d’une paire de variétés, dans une et l’autre directions doivent donner la même nouaison, ils sont dits symétriques (Saumitou-Laprade et al. 2017). Avec le modèle de Breton et Bervillé (2012), environ la moitié des croisements devraient donner le croisement compatible dans une direction et incompatible dans l’autre direction (iols sont dits asymétriques). C’est bien ce qu’ont noté Musho (1977), Ouksili (1963), Moutier et al. (2006), et Farinelli et al. (2006) En effet, des auteurs ont rapporté que les deux croisements possibles d’une paire de variété, par exemple :
Salonenque x Aglandau et Aglandau x Salonenque, 
la nouaison se fait pour :
Salonenque x Aglandau, le croisement est donc compatible, 
alors que pour le croisement réciproque 
Aglandau x Salonenque la nouaison ne se produit pas, le croisement est donc incompatible.
            Évidemment un tel paradoxe ne peut pas s’expliquer s’il n’y a que 2 groupes de compatibilité, et donc que deux S-allèles, comme le suppose Saumitou-Laprade et al. (2017), deux S-allèles sont insuffisants.
            Le modèle de Breton et Bervillé (2012) a été conçu pour rendre compte de ce paradoxe. Ce n’est pas une spécificité de l’olivier, ce même paradoxe se rencontre chez le noisetier (Mehlenbacher, 1997), le guayule (Gerstel, 1950), la chicorée (Gonthier et al. 2013) )… et le tournesol (Ségala et al. 1970) qui possèdent le même type d’incompatibilité que l’olivier. 
           
           Si nous écrivons les deux croisements réciproques avec les déterminants qui s’expriment dans le stigmate et le pollen, on comprend tout de suite la raison du paradoxe.

            Nous respectons la clé du paragraphe ‘chez l’olivier’ :
Salonenque porte la paire R3R5, les stigmates sont donc couverts des protéines P3 et P5, pour Aglandau le pollen est couvert de la protéine P2, R5 n’est pas exprimé ;
Salonenque [R3R5] x Aglandau R2 est compatible, en effet, il n’y a pas de déterminant commun entre le stigmate et le pollen ;
Aglandau porte la paire R2R5, les stigmates sont donc [R2R5] x Salonenque R3R5 est incompatible, car le déterminant R5 est présent dans le stigmate et le pollen.

D’autres paires produisent le même paradoxe :
            Picholine [R1R3] x Tanche R2 est compatible, les stigmates sont donc couverts des protéines P1 et P3, pour Tanche le pollen est couvert de la protéine P2, R3 n’est pas exprimé ;
Tanche [R2R3]x Picholine R1R3 est incompatible, car le déterminant R3 est présent dans le stigmate et le pollen.

De même :
            Grossane [R1R5]x Aglandau R2 est compatible, il n’y a pas de déterminant commun entre le stigmate et le pollen ;
 Aglandau [R2R5]x Grossane R1R5 est incompatible, car le déterminant R5 est présent dans le stigmate et le pollen
Bradley & Griggs qui ont étudié Sevillano x Manzanillo et Manzanillo x Sevillano, n’ont pas compris que :
Manzanillo [R1R2]x Sevillano R6 est compatible, il n’y a pas de déterminant commun entre le stigmate et le pollen, alors que
Sevillano [R2R6]x Manzanillo R2 est incompatible, car le déterminant R2 est présent dans le stigmate et le pollen.

           Ces explications datent de 1950, apportées par Gerstel qui a donné cette interprétation élégante des différences de nouaison qu’il observait chez le guayule. De plus, chez l’olivier, les variétés Salonenque, Aglandau, Grossane, et Sevillano sont partiellement auto-fertiles et donc il était difficile aux auteurs des croisements de conclure que les croisements étaient incompatibles, puisqu’ils obtenaient des fruits. Le paradoxe est bien résolu avec le modèle à six S-allèles et l’autofécondation partielle due aux différentes paires de S-allèles.

Conclusion

           Comment rendre compte simplement d’une telle diversité de croisements ? De plus, les conditions de la géographie d’un verger, les vents, les oliveraies des voisins, d’une année sur l’autre vont changer et la production qui suivra va fluctuer. Vous observez bien cette variation de production dans tous les vergers. Le modèle que nous montrons, s’il n’explique pas toutes les conditions, du moins, n’a jamais été mis en échec lors des expérimentations. D’autres modèles sont proposés. Ils expliquent tous, une partie des faits, mais toujours, sans remettre en cause ce que nous avons énoncé, mais ils n’expliquent pas tous les faits. De l’étude des oléastres viendront probablement des ajustements du modèle proposé à 6 S-allèles, on ne peut les prédire, ce sont les données expérimentales, nouvelles, originales, qui le permettront.


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Les explications complémentaires
Pour ceux que cela intéresse, nous poursuivons chez l’olivier les explications qui ont trait à :

1= l’auto-fertilité des variétés, y a t-il autofécondation des variétés dans les vergers ?,
et
2= quand faire confiance aux tests de paternité qui sont effectués pour révéler et identifier le père d’un embryon ? Et donc révéler ou confirmer un polliniseur.

1 - Sur l’autofécondation

La théorie
           Tous les modèles sur l’auto-incompatibilité prédisent que l’autofécondation n’existe pas. Or, chez certaines variétés de l’olivier, après ensachage des branches qui portent les inflorescences, force est de constater qu’il y a des fruits. Depuis les années 1950, les chercheurs italiens ont tenté de classer les variétés en auto-fertiles et en auto-stériles, les classes ne sont pas nettes, certaines variétés sont inclassables. De plus, nous savons maintenant que le comportement en verger d’une variété quant à l’auto-fécondation dépend du pollen ambiant. Si le pollen ambiant est compatible, il n’y aura pas d’autofécondation, voire très peu, mais si le pollen ambiant est incompatible, alors l’auto-fécondation produira des fruits. Mais la situation réelle dans un verger, n’est jamais aussi nette et selon les branches d’un arbre qui sera choisi pour mesurer le taux d’auto-fécondation, on trouvera des taux variables, ce que les chercheurs ne sauront pas expliquer, et les conclusions donneront libre cours à des échanges plus ou moins agressifs.

La pratique
           L’auto-fertilité est une réalité dans quelques circonstances, et le fait de ne pas trouver d’embryons issus d’auto-fécondation, ne peut faire dire que l’auto-fertilité n’existe pas. Or, la plupart des chercheurs concluent quand ils n’en trouvent pas qu’elle n’existe pas. Ceci veut dire que pour la mesurer il faut se placer en conditions contrôlées, sous un sac étanche au pollen, et étudier plusieurs variétés, pour en trouver une qui montrera bien l’auto-fertilité. Nous avons analysé les données en fruits sur plus d’une centaine de variétés étudiées par une cinquantaine d’équipes de chercheurs, et nous avons construit une clé qui donne le taux d’auto-fertilité sous un sac et non dans un verger. Nous opposer que ceci n’est pas la réalité dans un verger, ne change en rien le modèle. Le lecteur angliciste se référera à la publication (Breton et al. 2016).
Néanmoins, l’auto-fertilité ne permettra pas d’atteindre une production commerciale, même pour les variétés les plus auto-fertiles (Bouteillan, Frantoio, Cailletier, Moraiolo). Il faudra toujours associer des polliniseurs à ces variétés. De plus, nombre de vergers dans des régions oléicoles sont constitués de deux variétés inter-incompatibles, il y a une production, faible par rapport à ce que le verger devrait produire, mais comme les oléiculteurs n’ont connu que cela depuis des générations, pourquoi chercheraient – ils à produire plus ? Nous réservons les exemples, consultez le site https://www.mon-olivier.org/, sur lequel vous pourrez poser des questions. On peut se référer à notre texte sur le rendement potentiel des variétés (Breton et Bervillé, 2018).
Retenez donc : il ne faut pas compter sur l’auto-fertilité pour avoir une bonne production, et tous les croisements qui donnent des fruits peuvent être biaisés par des auto-fécondations si le pollen apporté est incompatible. Nous donnons dans Breton et al. (2016) les clés pour interpréter les croisements avec toutes les précautions à prendre.

Les tests de paternité pour détecter l’auto-fertilité
           L’auto-fertilité des variétés est recherchée au moyen de tests de paternité dans les vergers. C’est onéreux et inefficace, nous l’avons déjà vu, car l’auto-fécondation ne se produit en verger que s’il n’y a aucun pollen compatible, ce qui pour la plupart des vergers n’est qu’exceptionnel, ce qui ne veut pas dire que le pollen compatible est suffisant pour assurer une production économique pour l’oléiculteur. Et donc le fait de ne pas détecter d’autofécondation dans un verger, ne signifie en rien que la variété n’est pas auto-fertile et donc partiellement auto-compatible.

L’apport du modèle empirique
           Nous avons montré une corrélation entre la paire de S-allèles et le niveau d’auto-fertilité. Nous ne savons pas l’expliquer biologiquement, mais elle est très utile expérimentalement. En effet, si l’on sait que la variété a un niveau élevé d’auto-fertilité, si sous le sac qui couvre les fleurs de la variété utilisée en femelle, après l’apport de pollen d’une variété dont on ne connaît pas le type de pollen – c’est ce que l’on cherche à déterminer –, alors, il ne faut pas conclure trop vite à la compatibilité du croisement, puisque en l’absence de pollen compatible, cette variété peut s’auto-féconder. Comment démêler cette situation ? De tels croisements ont été très fréquemment rencontrés par Musho, Ouksili, et Nathalie Moutier à l’INRA et reconnus par de nombreux chercheurs, Farinelli en Italie, Bradley & Griggs aux USA et Seifi et al. (2015) en Australie.
           Il faut d’abord calculer le niveau de nouaison en fruits pour 100 fleurs hermaphrodites. C’est ce taux qui permettra la comparaison avec le niveau de nouaison de cette variété avec d’autres types de pollen, et vous saurez alors, si le niveau de nouaison est comparable avec celui d’un croisement compatible (0,6 fruit/100 fleurs hermaphrodites). De la même façon, S’il est inférieur à 0,4 fruit/100 fleurs hermaphrodites, alors, la variété qui a donné le pollen est incompatible avec celle utilisée en femelle, et les fruits observés sont probablement dus à des autofécondations. De plus, si la nouaison sous un sac est toujours très faible, inférieure à 0,1 fruit/100 fleurs hermaphrodites, et si certains sacs ne contiennent aucun fruit, c’est qu’il y a probablement eu contamination par du pollen ambiant lors de l’introduction du pollen. C’est vérifiable par l’analyse de l’ADN de chaque fruit obtenu aussi bien pour montrer les autofécondations que les contaminations.


2 - Quand faire confiance aux tests de paternité ?

Ils sont sûrs si
           c’est pour exclure une paternité, alors ils sont certains, et il suffit qu’un marqueur trouvé chez l’embryon soit absent chez la mère et chez le père putatif pour que le père soit exclu.
Quand le père n’est pas exclu, il devient possible, mais en aucun cas le père n’est une certitude. Il faut que le croisement soit contrôlé – c’est-à-dire que le pollen du père putatif ait été introduit dans le sac qui couvre les inflorescences de la mère – pour affirmer qu’il est bien, très probablement, le père.

Ils sont utilisés en routine pour les semences forestières
           Les forestiers utilisent des graines de ‘provenances’, c’est-à-dire d’une parcelle bien délimitée pour laquelle ils vérifient qu’il n’y a pas d’arbre d’une autre espèce qui contaminerait la provenance. Les marqueurs utilisés sont soigneusement éprouvés pour révéler l’espèce à éviter. Ils ont utilisé un test semblable au test de paternité, mais en aucun cas les forestiers ne cherchent à déterminer quel est le père des semences, ils veulent exclure par ce test, le père qui ne serait pas de la même espèce. Le test est rigoureux.

Chez l’olivier
           Des chercheurs ont repris ce test, pour lui faire donner le père de chaque embryon. Lorsque le nombre de pères possibles est faible (une dizaine), et qu’il n’y a aucun échange de gamètes avec des individus non contrôlés, alors on se retrouve dans les conditions d’un croisement contrôlé, – comme sous le sac du contrôle de croisement – et le test peut être efficace et utile (DÍaz et al. 2007).

Sur des embryons d’origine anonyme
           Toutefois, si le nombre de pères possibles est élevé, voire non déterminé, ce qui se traduit par le fait qu’il y aura des échanges de gamètes avec des individus non recensés, alors attribuer à un embryon, comme père, le père le plus probable, dans un dispositif non contrôlé, manque totalement de rigueur, et conduit à des résultats non vérifiables. De plus, il faudra bien vérifier après que le père possible est bien le vrai père, c’est-à-dire qu’il faudra réaliser après le test de paternité, le croisement contrôlé avec le pollen de ce père. Le coût des tests de paternité est beaucoup plus élevé, comparé aux croisements sous un sac, et de plus les résultats ne sont jamais sûrs.

Conclusion des tests de paternité
           On doit donc faire confiance aux résultats des tests de paternité s’ils sont réalisés sur des embryons issus de croisements contrôlés pour vérifier si l’embryon provient 1) d’une autofécondation, 2) du pollen introduit sous les sacs, ou 3) de grains du pollen ambiant contaminant. Comme souligné précédemment, le test peut identifier des embryons qui viennent d’auto-fécondation. Toutefois, expérimentalement, on constate que environ la moitié des embryons restent d’origine non identifiée, il faut donc prévoir d’en analyser deux fois plus que ce que l’on veut de résultats.


Conclusion générale

           La reproduction de l’olivier se fait avec des modalités très variables selon les S-allèles que portent les variétés. c’est déroutant et source de conflits entre scientifiques qui ne font pas l’effort de raisonner globalement, mais qui s’attachent à des modèles simples qu’ils croient généralisables à l’espèce. Nous avons vu que c’était faux.

           Le point majeur qui reste à expliquer est l’auto-fertilité qui se manifeste par de l’auto-fécondation chez des variétés dans des conditions très précises. C’est une source d’hétérogénéité des résultats et d’erreurs dans les interprétations.


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