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.
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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
1.
L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages.
2.
Développement au Québec.3.
Les principales étapes d’ES.
4.
Production et recherche.
1.
L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages.
2.
Développement au Québec.3.
Les principales étapes d’ES.
4.
Production et recherche.
1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages
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);
1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages
1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages
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.
1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages
1. L’embryogenèse somatique (ES) : définition et avantages
Application dans les programmes d’amélioration génétiquedes conifères :
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.
2. Développement au Québec.
L. Tremblay and Lamhamedi. 2006. Des plants et des hommes 9(3) : 6-11
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
2. Développement au Québec.
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
30 à
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
0 à
67%2-Maintenance
Perte publiée
5-Transfert en sol90% de survie en serre (installation coûteuse)
4-Germination40 à
50%
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
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
Laboratoire d’embryogenèse somatique : Unité
de production de plants d’ES
Laboratoire d’embryogenèse somatique : Unité
de production de plants d’ES
Photo L. Tremblay
2004 - 2010:2 486 variétés d’épinette blanche
en
banque cryogénique provenant de 59 croisements dirigés recommandés.
Laboratoire d’embryogenèse somatique : Unité
de production de plants d’ES
Laboratoire d’embryogenèse somatique : Unité
de production de plants d’ES
Obtention de tissus embryogènes pour tous les croisements dirigés.
L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)
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
L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)
L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)
Nom
bre
de v
arié
tés
Année de production
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
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
***
L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)
L’état actuel des tests de variétés avec l’épinette blanche (EPB)
Année du test
objectif
2004i- 2007p
100
2005i- 2008p
120
2006i- 2009p
200
2007i- 2010p
200
variétés établies en test 52 131 202 216
Photo L. TremblayPhoto L. Tremblay
Bilan de production des plants par embryogenèse somatique depuis 2004
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
plants transférés en sol2006
Test de variétés EPB
2006 + pieds-mères
de MEH26 413
plants transférés en sol2007
Test de variétés EPB
2007 + pieds-mères
de MEH29 458
plants transférés en sol2008
Test de variétés EPB
2008 + pieds-mères
d’EPB
+ pieds-mères
MEH54 330
plants transférés en sol2009
Test de variétés EPB
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
2)
Évaluer les variables morpho-physiologiques
de chaque clone
(phase pépinière forestière)
1)
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
•
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
