Free access
Issue
Agronomie
Volume 17, Number 5, 1997
Page(s) 291 - 297
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:19970504
Agronomie 17 (1997) 291-297
DOI: 10.1051/agro:19970504

Haplodiploidization of maize (Zea mays L) through induced gynogenesis assisted by glossy markers and its use in breeding

J. Bordes, R. Dumas de Vaulx, A. Lapierre and M. Pollacsek

Station d'amélioration des plantes, Inra, domaine de Crouelle, F-63039 Clermont-Ferrand cedex 02, France

Abstract - Reliable detection of haploids at the seedling stage is a prerequisite for the use of haplodiploidization through in situ gynogenesis in maize breeding. The use of recessive alleles of glossy genes as markers makes this detection possible in various materials. Two synthetics with a wide genetic basis: flint glossy1 CGT and dent glossy6 DGT were studied. After pollination with the FIGH 1 inducer, they produced haploid seedlings at a rate of 0.64 and 0.93%, respectively. The rate is increased (0.94% on average) for the CGT (C 0) synthetic after selfing, in S1 progenies. The distribution of 203 S1 families showed a significant deviation in comparison with a Poisson distribution. The DGT synthetic showed an increase in induction rate when a new synthetic was formed with doubled haploid (DH) lines, suggesting that 'inductibility' may have some genetic effects. No spontaneous doubling was shown by the haploid seedlings of either synthetic. Colchicine treatment allowed a recovery of male fertility in 30 to 60% of detected haploids according to the experiments. The progeny recovery rate was influenced by the genetic basis, as the DGT synthetic gave better results than the CGT synthetic. The growing period also had an influence upon the recovery of fertile ears. Hybrids produced from heterotic DH lines showed an agronomic potential similar to standard hybrids. It is concluded that in situ gynogenesis assisted by the use of glossy markers can now be used in maize breeding.


Résumé - Haplodiploïdisation du maïs (Zea mays L) par gynogenèse induite assistée par marqueurs glossy et son application en sélection. L'utilisation effective de l'haplodiploïdisation par gynogenèse in situ en sélection du maïs nécessite une détection fiable des haploïdes au stade plantule. Le marquage génotypique par des allèles récessifs des gènes glossy permet cette détection. Deux «synthétiques» à base large: CGT (cornée glossyl tardive), DGT (dentée glossy6 tardive), ont été étudiées. Pollinisées par l'inducteur FIGH 1, elles ont produit des plantes haploïdes à des taux respectifs de : 0,64 et 0,93 %. Pour la synthétique CGT (C0), ce taux est augmenté (0,94 % en moyenne) lorsque l'on passe de la première génération aux descendances S1. L'analyse de la distribution de l'induction de 203 S1 de CGT montre une déviation significative par rapport à une distribution de Poisson. Dans la population DGT, le taux d'induction de plantes haploïdes s'est accru par la constitution d'une «synthétique» à partir de lignées haploïdes doublées (HD). Cela suggère des effets génétiques pour «l'inductibilité». Les plantules haploïdes provenant de CGT et DGT n'ont pas présenté de diploïdisation spontanée. Le traitement à la colchicine permet la restauration de la fertilité mâle dans 30 à 60 % des cas selon les essais. Le taux de descendances diploïdes fertiles obtenues par rapport au nombre d'haploïdes traités varie en fonction du matériel génétique (DGT est supérieure à CGT) et des périodes de culture des plantes traitées colchicine. Des hybrides réalisés à partir de lignées HD complémentaires possèdent un potentiel agronomique intéressant, parfois proche des témoins. La gynogenèse in situ assistée par marqueurs glossy est envisageable en sélection.


Key words: maize breeding / in situ haploids / diploidization / colchicine / glossy

Mots clés : maïs / haploïdes in situ / diploïdisation / colchicine / glossy