Production de plants d’épinette blanche par embryogenèse...

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Production de plants d’épinette blanche par embryogenèse somatique à la pépinière de

Saint-Modeste : État actuel de la situation.

Production de plants d’épinette blanche par embryogenèse somatique à la pépinière de

Saint-Modeste : État actuel de la situation.

Journée d’information à

la pépinière de Saint-Modeste, le 2 juin 2010.

Journée d’information à

la pépinière de Saint-Modeste, le 2 juin 2010.

Laurence Tremblay et Julie Gingras.Laurence Tremblay et Julie Gingras.

Plan de la présentationPlan de la présentation

L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages.

Développement au Québec.3.

Les principales étapes d’ES.

Production et recherche.

L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages.

Développement au Québec.3.

Les principales étapes d’ES.

Production et recherche.

1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages

PAS AGM

C'est l'obtention d'embryons à partir de cellules somatiques, c'est à dire non sexuelles (reproduction asexuée). Permet d'obtenir une multitude de plants génétiquement identiques entre eux (une seule variété

avec des milliers de plants) et au matériel de départ.

Utilisation de la variabilité naturelle, sélection des meilleurs arbres

ES = technologie émergeante

Avantage principal = cryoconservation

Technique très performante chez les conifères;

Déploiement plus rapide de variétés (clones) (ÉPB sélection d’arbres élites) ; Préservation de la diversité

génétique

Plus grande uniformité du matériel (1 graine = 1 clone);

L’embryogenèse somatique permet de bénéficier de gains de productivitéencore plus importants (30 - 60 % par rapport à la forêt naturelle) en sélectionnant les variétés les plus productifs et en les reproduisant à

grande échelle.

Application dans les programmes d’amélioration génétiquedes conifères :

2. Développement au Québec.

Embryogenèse somatiqueEmbryogenèse somatique

1990 - 20001990 - 2000 2001 - 20042001 - 2004 Depuis 2005Depuis 2005

Optimisation Labo.Tests clonaux

Transfert desconnaissanceTransfert desconnaissance

Subventions MRNF - ULSubventions MRNF - UL Pép. Saint-ModestePép. Saint-Modeste

Échelle opérationnelleÉchelle opérationnelle

La première essence visée est l’épinette blanche (très productive et que son programme d’amélioration génétique est le plus avancé parmi les espèces résineuses)

Depuis 2005 :

Opérations régionales; DGPSP

Saint-Modeste :

Mise en application et production.

Forêt Québec; DRF Québec : Développement et optimisation.

L. Tremblay and Lamhamedi. 2006. Des plants et des hommes 9(3) : 6-11

Mohammed Lamhamedi André

Rainville Fabienne Colas Denise TousignantDanielle Lamontagne Linda Veilleux Monique PelletierMario RenaudPascal DesjardinsCarol Parent DGPSP Centre

Laurence TremblayAnne SavaryClaude GagnéDonatien Lévesque Jean-Marc MontminyRené

ChouinardAndré

Deshaies

DRFSaint-ModesteAnnie CarrierAnnie DionneJulie GingrasJosée GravelLuc JolicoeurPaul-Yvan Martin et son équipeYves PagéMichel RiouxLouise Roy et son équipeNicole Soucy

Production de plants, volet ESProduction de plants, volet ESService de soutien, DRFCarol DebloisDenis Langlois(cryogénie et analyse minérale)

Gestionnaires DGPSP et DRF

Transfert continu des connaissances

Implantation rapide des résultats

Invitations à des conférences internationales

2009/04/21: TreeBreedEx Workshop on clonal forestry (Liverpool, U. K.)

2008/04/10: séminaire scientifique intitulé "BioGreen 21" , Kwangju, Corée du sud

2008/08/25: IUFRO, Atelier de l’ACAA sur les semences forestières

(3-10 sem.)

(5 sem.)

(6 sem.)

Pépinière : 1ère saison

Plantation en champs

1- Induction

2 - Maintenance

3 - Maturation

4 - Germination

5 - Acclimatation et transfert en sol

3. Les principales étapes d’ES

(illimitée)

3. Les principales étapes d’ES Rendement obtenu à chaque étape pour l’épinette blanche

1-Induction

85%2-Maintenance90% des variétés

3-Maturation300 à

500embryons/g tissu

4-Germination60 à

90% (allongementracine et tige)

5-Transfert en sol>99% de survieen serre

1-Induction

67%2-Maintenance

Perte publiée

5-Transfert en sol90% de survie en serre (installation coûteuse)

4-Germination40 à

Autres laboratoires

4. Production et recherche.

Tests de variétés (clonaux) = Premier objectif de la production de plants.

Évaluation de la performance des variétés (émettre des recommandations sur le matériel d’élite) issus de croisements dirigés recommandés.

Collaboration entre la DRF, la DGPSP centre et pépinière de Saint- Modeste.

Cryoconservation de tous les variétés produites (banque).

1 – Unité de production de plants issus d’ES à la pépinière de Saint - Modeste.

Julie Gingras

Laboratoire d’embryogenèse somatique : Unité

de production de plants d’ES

Hotte à flux laminaire pour le transfert des cultures en conditions stériles

Salle de préparation des milieux de culture

Autoclave pour la stérilisation du matériel

Suivi rigoureux des variétés de l’induction à la plantation en champ

Espace d’incubation pour la maintenance, la maturation et germination

Photo L. Tremblay

2004 - 2010:2 486 variétés d’épinette blanche

banque cryogénique provenant de 59 croisements dirigés recommandés.

Obtention de tissus embryogènes pour tous les croisements dirigés.

L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)

Cédule de production en laboratoire: de juillet à avril, protocole standard

Capacité de production du laboratoire par année

500 variétés en cryogénie 300 variétés en maturation200 variétés transférées en champs

Capacité de production du nouveau laboratoire

Doubler la production par année en utilisant notre présente technique

Année de production

2004 2005 2006 2007 2008 2009

induction

maintenance

cryogénie

maturation

germination

trf en sol

*Étape de sélectionau stade de maintenance, de cryogénie et de maturation

Année du test

objectif

2004i- 2007p

2005i- 2008p

2006i- 2009p

2007i- 2010p

variétés établies en test 52 131 202 216

Photo L. TremblayPhoto L. Tremblay

Bilan de production des plants par embryogenèse somatique depuis 2004

2004Test de variétés EPB

20042 896

plants transférés en sol2005

Test de variétés EPB

20059 343

2006 + pieds-mères

de MEH26 413

2007 + pieds-mères

de MEH29 458

2008 + pieds-mères

d’EPB

+ pieds-mères

MEH54 330

2009 + pieds-mères

d’EPB

+ pieds-mères

MEH59 755

plants transférés en sol

Raffinement des différentes étapes d’ES afin de réduire les manipulations.

Réalisation des étapes de maturation et de germination en bioréacteur.

2 – Mise à l’échelle opérationnelle de la production de plants par ESLaurence Tremblay

4. Production et recherche.

Augmenter le niveau de production à une échelle commerciale

Réduire les coûts de production

Deux exemples

Exemple 1. Exemple 1.

Protocoles revisés

: cryoconservation, maturation, germination.

Ensemencement direct : éliminer l’étape de germination

Maturation en bioréacteurs

Quantité de TE

Nbre de Pétri

Nbre d’embryons

normaux

EPB 171 1 g 10 362

EPB 171 1 g 10 253

EPB 178 1 g 10 314

EPB 396 1 g 11 243

EPB 396 1 g 10 291

EPB 849 1 g 11 266

Exemple 2. Exemple 2.

12 g de TE = 5 000 embryons matures (1 g = 385 embryons)

Maturation en boites de Pétri

138 boites de Pétri = 5 000 embryons

Évaluer les variables morpho-physiologiques

de chaque clone

(phase pépinière forestière)

Évaluer les performances de chaque clone

(phase ES).

Photo P. Desjardins & M. Lamhamedi

4. Production et recherche3 – Caractérisation de chaque clone en pépinière forestière

Mohammed Lamhamedi

ConclusionConclusion

Atteinte de notre vitesse de croisière (test de 200 variétés d’EPB

par année)

Maîtrise des techniques nous permettant un haut taux de succès

Établissement de différents scénarios de production soit pour les tests de variétés ou pour une production à

grande échelle de plants

(pieds-mères).

Atteinte de notre vitesse de croisière (test de 200 variétés d’EPB

par année)

Maîtrise des techniques nous permettant un haut taux de succès

Établissement de différents scénarios de production soit pour les tests de variétés ou pour une production à

grande échelle de plants

(pieds-mères).

ConclusionConclusion

ES = Nouveau produit performant (Super plants)•

Mise à

l’échelle opérationnelle = En bonne voie

Caractérisation des variétés (clones) = sélection des clones les plus performants tout en préservant la diversité

génétique.

Mettre en application le potentiel de l’ES