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Détermination des relations d’auto-(in)compatibilité et d’inter-(in)compatibilité chez les agrumes à l’aide d’analyses manuelles de pollinisation, de microscopie et de génotype S

DOI:

10.3791/65056

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June 30th, 2023

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1National Key Laboratory for Germplasm Innovation & Utilization of Horticultural Crops, Huazhong Agricultural University

In This Article

Summary

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Ce protocole fournit une méthode rapide pour déterminer la compatibilité et l’incompatibilité du pollen chez les cultivars d’agrumes.

Abstract

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Citrus utilise l’auto-incompatibilité basée sur la S-RNase pour rejeter l’auto-pollen et, par conséquent, nécessite des arbres pollinisateurs à proximité pour une pollinisation et une fécondation réussies. Cependant, l’identification de variétés appropriées pour servir de pollinisateurs est un processus qui prend beaucoup de temps. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une méthode rapide d’identification des cultivars d’agrumes compatibles avec la pollinisation qui utilise l’électrophorèse sur gel d’agarose et la coloration au bleu d’aniline. La compatibilité du pollen est déterminée en fonction de l’identification des génotypes S en extrayant l’ADN total et en effectuant des tests de génotypage basés sur la PCR avec des amorces spécifiques. De plus, les styles sont collectés 3-4 jours après la pollinisation manuelle et une coloration au bleu aniline est effectuée. Enfin, l’état de croissance des tubes polliniques est observé avec un microscope à fluorescence. La compatibilité et l’incompatibilité du pollen peuvent être établies en observant si la croissance du tube pollinique est normale ou supprimée, respectivement. En raison de sa simplicité et de son rapport coût-efficacité, cette méthode est un outil efficace pour déterminer la compatibilité et l’incompatibilité du pollen de différentes variétés d’agrumes afin d’établir des groupes d’incompatibilité et des relations d’incompatibilité entre différents cultivars. Cette méthode fournit des informations essentielles pour la sélection réussie d’arbres pollinisateurs appropriés et, ainsi, facilite l’établissement de nouveaux vergers et la sélection de parents appropriés pour les programmes de reproduction.

Introduction

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L’auto-incompatibilité (SI) est un mécanisme génétiquement contrôlé présent chez environ 40% des espèces d’angiospermes. Dans ce processus, le pistil rejette le pollen d’une plante avec le même génotype SI et, ainsi, empêche l’autofécondation 1,2. Ma jia pummelo est une variété locale de la province de Jinasu, en Chine, avec les excellentes qualités de gros fruits roses, une riche teneur en jus, un goût aigre-doux et une peau épaisse3. Bien que le SI favorise le croisement, il a un impact négatif sur le rendement et la qualité des fruits4 et nécessite des arbres ....

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Protocol

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1. Préparation pour la coloration au bleu d’aniline

  1. Préparez les réactifs et les outils suivants pour l’expérience : une brosse à pollinisateur, une pince à épiler, un crayon, du papier sulfate, un sac de pollinisation, des sacs à fermeture à glissière, des trombones, du formaldéhyde, de l’acide acétique glacial, de l’éthanol absolu, des tubes centrifugeuses, des pinces, des compte-gouttes de colle, des lames de verre, des lames de couverture, des scalpels et du polyéthylène glycol.
  2. Préparer in vitro le milieu de germination contenant 0,02 % de MgSO4, 0,01 % de KNO 3, 0,03 % de Ca(NO 3)2, 0,01 % deH3BO

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Results

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Pour les expériences faites ici, des fleurs matures ont été sélectionnées, les anthères ont été collectées, séchées dans un four et le pollen a germé à 28°C pendant 12 h. La viabilité du pollen et les taux de germination ont été quantifiés comme le montre la figure 1.

Les agrumes ont été pollinisés manuellement, et la compatibilité et l’incompatibilité du pollen ont été évaluées à l’aide de la coloration au bleu d’aniline et de la microscopie à fluorescence. Le po.......

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Discussion

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Dans les cultures fruitières, la parthénocarpie et le SI sont des caractères importants car ils ouvrent la voie à des fruits sans pépins - un trait très apprécié par les consommateurs. L’auto-incompatibilité favorise le rejet de l’auto-pollen et, ainsi, empêche la consanguinité20. Parmi les agrumes, le pummelo est une variété auto-incompatible7. Près de 40% de toutes les espèces d’angiospermes présentent SI21. Ce trait empêche la nouaison, réduit le .......

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Disclosures

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Les auteurs déclarent qu’ils n’ont rien à divulguer.

Acknowledgements

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Ce projet a été soutenu financièrement par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (32122075, 32072523).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
éthanol absoluSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10009218
Bleu d’anilineSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd
Acide borique, H3BO3Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10004818
Bouteille bruneLabgic Technology Co., Ltd
Nitrate de calcium tétrahydraté, Ca(NO3 )2Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd80029062
Tube centrifugeLabgic Technology Co., Ltd
Tubes à centrifugerLabgic Technology Co., Ltd
CTABGEN-VIEW SCIENTIFIC INC57-09-0(CAS)
ChuteJiangsu Songchang Medical Equipment Co., Ltd
Acide éthylènediaminetétraacétique, EDTASinopharm Chemical Reagent Co., Ltd10009617
ForcepsLUXIANZI Biotechnology Co., Ltd
formaldéhydeSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10010018
Broyeur rapide d’échantillons entièrement automatiqueShanghai Jingxin Industrial Development Co., LtdTissuelyser-96
acideacétique glacialSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10000218
Grinding TubeShanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd
Alcool isoamyliqueSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd10003218
Alcool isopropyliqueSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd80109218
labelM& G Chenguang Stationery Co., Ltd.
Leica DMi8Shanghai Leica Co., Ltd21903797
Sulfate de magnésium heptahydraté, MgSO4Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10013018
MICROSCOPE Verre de couvertureZhejiang Shitai Industrial Co., Ltd
NaClSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd10019318
trombonesM& G Chenguang Stationery Co., Ltd.
crayonM& G Chenguang Stationery Co., Ltd.
brosse pollinisatriceShanghai Yimei Plastics Co., Ltd
Polyéthylène glycol, PEG 6000Pékin Dingguo Changsheng Biotechnology Co., LtdDH229-1
Polyéthylène glycol, PEG-4000Guangzhou saiguo biotech Co., Ltd1521GR500
Hydroxyde de potassium, KOHSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10017008
Nitrate de potassium, KNO3Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10017218
ScalpelJiangsu Songchang Medical Equipment Co., Ltd
SlideZhejiang Shitai Industrial Co., Ltd
Hydroxyde de sodium, NAOHSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd10019718
SaccharoseSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd
papier sulfateTaizhou Jinnong Mesh Factory
Thermostat bain-marieShanghai Jinghong Experimental Equipment Co., LtdL-909193
TrichlorométhaneSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd10006818
Phosphate tripotassique tribasique trihydraté, K3< / sub>PO4< / sub>Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd20032318
Tris-HClGEN-VIEW SCIENTIFIC INC1185-53-1
sacs à fermeture éclairM& G Chenguang Stationery Co., Ltd.
&beta ;-MercaptoéthanolGEN-VIEW SCIENTIFIC INC60-24-2(CAS)
10021418

References

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  1. Matsumoto, D., Tao, R. Recognition of S-RNases by an S locus F-box like protein and an S haplotype-specific F-box like protein in the Prunus-specific self-incompatibility system. Plant Molecular Biology. 100 (4-5), 367-378 (2019).
  2. Goldberg, E. E., et al.

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Citrus Self IncompatibilityS Genotype AnalysisManual PollinationPollen CompatibilityAniline Blue StainingAgarose Gel ElectrophoresisFluorescence MicroscopyPollen Tube GrowthPCR GenotypingPollinizer Selection

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