Agronomie 11 (1991) 483-489
DOI: 10.1051/agro:19910605

In vitro pollen tube division of irradiated and non-irradiated apple pollen

MP Lecuyer, YX Zhang, M. Tellier and Y. Lespinasse

INRA, station d'amélioration des espèces fruitières et ornementales, centre d'Angers, 49070 Beaucouzé, France

Abstract - Apple pollen irradiated at 200 and 500 Gy, used to induce haploidy by parthenogenesis, was sown in liquid medium to study pollen tube germination and division. Although the irradiated pollen did germinate in vitro, fewer grains germinated more slowly relative to the control. A protocol was defined to observe pollen tube division. Although the progression of mitosis was similar to that observed with the control, the observation of the irradiated pollen showed various chromosomic abnormalities such as the presence of chromatin bridges and an uneven distribution of chromosomic material in the 2 daughter nuclei.

Résumé - Deuxième mitose pollinique du pollen irradié et non irradié chez le pommier. La recherche de plantes haploïdes chez le pommier cultivé présente de nombreux intérêts tant pour la création variétale que pour l'étude génétique. La parthénogenèse induite in situ par du pollen irradié s'avère être la méthode donnant les meilleurs résultats. Il est donc important de développer les connaissances sur la biologie du pollen irradié afin de mieux comprendre le phénomène d'induction du développement parthénogénétique in situ. La germination et la croissance des tubes polliniques ont été étudiées in vitro, en milieu liquide. Le taux de germination est de 80% pour le pollen non irradié, de 58 et de 68% pour le pollen irradié respectivement à 200 Gy et 500 Gy (fig 1); la croissance des tubes polliniques est plus lente après irradiation (fig 2). Un protocole permettant d'observer in vitro la deuxième mitose pollinique a été défini (tableau I). Tous les stades de cette mitose ont été observés. Chez le témoin non irradié, la figure 3 illustre le stade métaphase et la figure 4, le stade anaphase. Chez le pollen irradié à 200 et 500 Gy, des anomalies chromosomiques diverses ont été observées telles que la présence de ponts de chromatine (fig 5) et une répartition inégale du matériel chromosomique dans les 2 noyaux-fils (fig 6). L'induction de la parthénogenèse ne peut en aucun cas être expliquée par l'absence de la 2^e mitose pollinique ou par la déstructuration du matériel chromosomique. Les 2 noyaux-fils contenant un nombre déséquilibré de chromosomes ne peuvent pas normalement assurer la fécondation mais pourraient stimuler la division de l'oosphère ou d'une autre cellule haploïde du sac embryonnaire et ainsi, induire le développement parthénogénétique.

Key words: Malus x domestica / irradiated pollen / pollen tube division / haploidy / parthenogenesis

Mots clés : Malus x domestica / pollen irradié / deuxième mitose pollinique / haploïdie / parthénogenèse