This article was downloaded by: [Queensland University of Technology]On: 19 October 2014, At: 20:49Publisher: Taylor & FrancisInforma Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954Registered office: Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH, UK

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Tolérance au froid chez la tomate(Lycopersicum esculentum Mill.).Étude comparée du développementdu gamétophyte mâle et dusporophyteFatima Zohra Fyad-Lamèche a , Yahia Nourredine a ,Lachheb Fairouz a & Abderrezak Larbi aa Laboratoire de génétique et d'amélioration des plantes,Département de biologie, Faculté des sciences , Universitéd'Oran-Es-Sénia , Oran , AlgériePublished online: 26 Apr 2013.

To cite this article: Fatima Zohra Fyad-Lamèche , Yahia Nourredine , Lachheb Fairouz &Abderrezak Larbi (2007) Tolérance au froid chez la tomate (Lycopersicum esculentum Mill.).Étude comparée du développement du gamétophyte mâle et du sporophyte, Acta BotanicaGallica: Botany Letters, 154:2, 251-263, DOI: 10.1080/12538078.2007.10516055

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Acta Bot. Gallica, 2007, 154 (2), 251-263.

Tolérance au froid chez la tomate (Lycopersicum esculentum Mill.).Étude comparée du développement du gamétophyte mâle et du sporo-phyte

par Fatima Zohra Fyad-Lamèche, Yahia Nourredine, Lachheb Fairouz et Abderrezak Larbi

Laboratoire de génétique et d’amélioration des plantes, Département de biologie, Faculté des

sciences, Université d’Oran-Es-Sénia, Oran, Algérie

Résumé.- Une analyse comparative de la tolérance au froid du gamétophytemâle et du sporophyte a été entreprise sur 4 variétés de tomates. Ont été mesu-rés, au stade sporophytique, le taux de germination des graines et l’élongationde la jeune plante, au stade gamétophytique, le taux de germination du pollen etl’élongation du tube pollinique après application d’un stress par basse tempéra-ture (4° C) de durée variable. L'analyse des données relatives au sporophytemontre que les 4 variétés diffèrent significativement entre elles en absence et enprésence de stress (taux de germination des graines, croissance post-germina-tive). La variété Saint-Pierre apparaît comme la plus tolérante et la variétéMarmande la moins tolérante. Par contre, les données recueillies sur le grain depollen indiquent que le degré de tolérance relatif de chaque variété change avecla durée du traitement et le caractère analysé. Ces résultats montrent que les dif-férences observées entre variétés pour le taux de germination et la croissancepost-germinative au stade sporophytique ne sont que très partiellement reflétéesau niveau du gamétophyte.

Mots clés : germination - pollen - graines - tomate - basse température - stress- sélection gamétophytique.

Abstract.- A comparative analysis of cold tolerance of the male gametophyteand the sporophyte has been undertaken on four varieties of tomato. The seedgermination rate and the growth rate of the young plants have been assessed atsporophytic stage, after a stress exposition of variable duration to a constanttemperature of 4 °C. The pollen germination rate and the tube growth have beenrecorded at the gametophytic stage under the same cold stress. The sporophy-te data analysis showed that the four varieties differed significantly betweenthemselves with or without stress application for both their seed germination rateand their post-germinative growth. The Saint-Pierre variety appeared as themost tolerant and the variety Marmande as the least tolerant. In contrary, dataon pollen grain indicate that the relative degree of tolerance of each variety chan-ged with treatement duration and the trait analysed. These results showed thatdifferences observed between varieties for germination rate and post-germinati-ve growth rate under low temperature are partially reflected at the gametophyticlevel.

Key words : germination - pollen - seeds - tomato - cold temperature - stress -pollen selection.

arrivé le 5 juillet 2006, accepté le 16 novembre 2006

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I. INTRODUCTION

Un faible taux de germination et une faible croissance post-germinative sous basses tem-pératures entraînent une réduction de la population de plantes et du rendement.L’amélioration de la tolérance au froid durant la germination et la croissance post-germi-native devrait potentiellement permettre l’expansion de la production en saison froide. Ledéveloppement sous basses températures offre en plus l’avantage d’échapper aux stressbiotiques (Tiryaki & Andrews, 2001a et 2001b). La plupart des plantes maraîchères, dontla tomate, sont sensibles au froid. La tomate (Lycopersicum esculentum Mill.) est détério-rée après un délai plus ou moins prolongé à une température inférieure à 10 °C ; tous lesstades du développement sont affectés : la germination, la croissance, la nouaison et lamaturation des fruits (Côme, 1992). Pour accroître la production locale en période hiver-nale, sans abri et hors saison, il est nécessaire de développer des variétés tolérantes aufroid.

Cependant le grand nombre de gènes gouvernant la tolérance aux stress abiotiquesconduit inévitablement à la manipulation de populations de plantes d’effectif élevé et àl’utilisation de beaucoup d’espace et de temps, tout en limitant la probabilité de trouver legénotype désiré. La sélection gamétophytique constitue une alternative ; elle permet lamanipulation de grandes populations dans un espace réduit et en un temps très court, etaugmente la probabilité de trouver le génotype recherché (Tejaswini, 2003).

Les résultats d’une étude conduite par Pfahler, en 1983, indiquent clairement l’avanta-ge théorique de la sélection gamétophytique sur la sélection sporophytique ; elle permetune sélection plus rapide et plus efficace. Il recommande d’ailleurs d’intensifier, dans lesprogrammes d’amélioration, la compétition pollinique puisque habituellement de grandesquantités de pollen sont disponibles et un minimum d’effort pour son application estrequis.

La sélection gamétophytique est basée sur l’association entre l’aptitude compétitive dupollen et les caractères sporophytiques. Les gènes affectant la vigueur sporophytique pour-raient également affecter la croissance du tube pollinique ; en d’autres termes la croissan-ce du tube pollinique et plusieurs traits sporophytiques seraient génétiquement liés(Hormaza & Herrero, 1992). Cette association est interprétée comme étant due à descauses génétiques survenant par suite de phénomènes de linkage et/ou de pléiotropie quandles traits sporophytiques et l’aptitude compétitive du pollen sont évalués dans des expé-riences séparées (Ottaviano & Sari Gorla, 1980). Ce chevauchement de l’expression géné-tique entre le sporophyte et le gamétophyte a été démontré chez beaucoup d’espèces et ilest valable pour une large part du génome (Ottaviano et al., 1986 ; Mulcahy, 1984). Dansune récente étude, Honys et Twell (2003) montrent, par une analyse comparative détailléedu transcriptome du pollen d’Arabidopsis thaliana, un chevauchement important del’ordre de 61% du transcriptome du pollen avec celui du sporophyte, ce qui prouve legrand potentiel d’influence sur la « fitness » du sporophyte à travers la sélection gaméto-phytique. Cependant, s’il est clair qu’il existe un chevauchement entre l’expression géné-tique au niveau moléculaire dans les tissus sporophytiques et gamétophytiques, il estnécessaire de voir s’il est suivi par une expression phénotypique dans les deux phases(Hormaza & Herrero, 1992). De nombreux travaux ont montré une corrélation positiveentre la réponse du pollen et celle du sporophyte sous l’effet d’une large gamme de stressbiotiques et abiotiques (Shivanna & Sawhney, 1993).

Chez la tomate, des études menées en champ par Zamir et al. (1981) ont démontré quel’aptitude compétitive du pollen est plus élevée chez L. hirsutum, une plante des hautes

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altitudes dans les Andes péruviennes, comparée à celle de L. esculentum poussant sous desconditions de froid. Les programmes de sélection ayant pour objectif d’améliorer la tolé-rance au froid peuvent donc tirer avantage d’une évaluation de ce caractère au niveau dupollen, à condition qu’il y ait une bonne concordance avec les performances de la plante.

Chez le maïs, Frascaroli (1995) compare l’aptitude des graines à germer et la croissan-ce post-germinative de différentes populations avec l’aptitude de leur pollen à germer et àformer un tube pollinique sous basse température. Il trouve que les génotypes les plus tolé-rants au niveau sporophytique sont les plus tolérants au niveau gamétophyte. Il pensequ’une concordance entre la tolérance au froid des graines et du pollen pourrait trouver uneexplication possible dans le comportement similaire de ces deux organes durant les phasesde déshydratation et réhydratation qui est essentiellement dû à leur état et la compositionde leur membranes.

Le présent travail a pour objectif de montrer si les différences observées entre variétéspour le taux de germination et la croissance post-germinative sous basse température sontdétectées au niveau du gamétophyte chez quatre variétés de tomate (Marmande, Saint-Pierre, Heinz et Rio Grande). À notre connaissance, aucune étude sur la tomate n’a portésur la comparaison entre le stade germination des graines au niveau sporophytique et lestade gamétophytique.

II. MATÉRIEL ET MÉTHODES

Quatre variétés fixées de tomate, Marmande (MN), Saint-Pierre (STP), Rio-Grande (RG)et Heinz (HZ), font l’objet de cette étude ; elles ont été fournies par la station ITCMI(Institut technique de cultures maraîchères et industrielles) de Hassi-Bounif (Algérie).

A. Étude du sporophyteGermination des graines - Les graines sont mises à germer en boîte de Petri, sur papierfiltre imbibé d'eau distillée. Une température constante (4 °C) est appliquée en début degermination pendant une durée de 5, 8 et 11 jours (correspondant aux traitements T1, T2et T3), aux différents lots de graines traités, qui sont ensuite transférés dans une étuve à23 ± 2 °C. À chaque durée de traitement correspond un lot témoin qui ne subit pas le froid.Par répétition, 30 graines par traitement et par variété sont mises à germer. Pour l'ensemblede l'essai, 12 répétitions échelonnées dans le temps ont été réalisées (Tableaux I et II ;expérience I)

Taux de germination des graines (TGG) - Les taux de germination chez le témoin et leslots traités sont déterminés 8, 11 ou 14 jours après le semis par le pourcentage de grainesgermées par rapport au total de graines semées.

Indices de tolérance (IT) - La tolérance au froid est estimée par les indices de tolérance quisont calculés, par variété et par traitement, par le rapport entre le taux moyen enregistrésous stress sur la valeur moyenne du témoin.

Longueur totale de la jeune plante (LPl) - La détermination de la croissance post-germi-native est évaluée par la longueur totale des jeunes plants mesurée au bout de 8, 11 et 14jours après le semis en présence ou en absence de stress. Les mesures ont été recueilliessur 10 plantes par variété par traitement et par répétition.

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Indices de tolérance - La tolérance au froid est déterminée comme précédemment par lesindices de tolérance (IT).

B. Analyse du pollen Mise en culture des plantes et prélèvement du pollen

Pour chaque répétition, 10 graines par variété sont mises directement à germer dans despetits pots individuels remplis de terreau universel. Les jeunes plantes sont repiquées dansdes pots de 16 cm de diamètre et placées, en randomisation totale, en serre. L’étude a étéréalisée sur un essai à trois répétitions échelonnées dans le temps. Le stress par basse tem-pérature est appliqué au pollen pendant la germination et l’élongation du tube polliniquein vitro (Hormaza & Herrero, 1996).

Le prélèvement des grains de pollen s’effectue sur des fleurs à un stade bien déterminé,correspondant à une corolle bien ouverte (pétales en position « horizontale »). La germi-nation du pollen s’effectue sur une lame de microscope. Sur chaque lame une goutte demilieu de culture liquide (de Vienne, 1979) pH 6,8 est déposée et recouverte d’un carré depapier cellophane. Le pollen de plusieurs fleurs d’une même plante est mélangé et répartisur 4 lames (une pour le témoin et les 3 autres pour les différents traitements). Les lames

Tableau I.- Récapitulation des expériences : stade étudié, nature et durée du traitement etmesures. TGG : taux de germination des graines. TGP : taux de germination du pollen.LPl : longueur de la plantule. LTP : longueur du tube pollinique (l’expérience n° 1 est répé-tée 12 fois et la n° 2, 3 fois).

Table I.- Experiences summary: studied stage, nature and duration of treatment and mea-sures. TGG: mean rate of seeds germination. TGP: mean rate of pollen grains germina-tion. LPl: mean length of seedlings (experience number 1 has been repeated 12 times.experience number 2 has been repeated 3 times).

Expérience Nature du traitement Durée du traitement Mesures Dates des mesures (température)

n°1 : 20°C (T0) 8 (T01), 11 (T02), 14 jrs (T03) TGG, LPl 8e, 11e, 14e jrGermination (4° C) + (20 °C) (T1) 5 jrs + 3jrs TGG, LPl 8e jrdes graines (4 °C) + (20 °C) (T2) 8 jrs + 3 jrs TGG, LPl 11e jr

(4 °C) + (20 °C) (T3) 11 jrs + 3 jrs TGG, LPl 14e jr

n°2 : 20 °C (T0) 120 mn TGP, LTP 120 mnGermination (4 °C) + (20 °C) (T1) 30 mn + 90 mn TGP, LTP 120 mndu pollen (4 °C) + (20 °C) (T2) 60 mn + 60 mn TGP, LTP 120 mn

(4 °C) + (20 °C) (T3) 90 mn + 30 mn TGP, LTP 120 mn

Tableau II.- Effectifs observés par variété dans les deux types d’expérience. * : total parrépétition pour l’expérience 1.

Table II.- Data observed by variety in the two types of experience. *: total in one repeat forexperience 1.

Expérience 1 Expérience 2Variété T01+T02+T03 T1 T2 T3 Plantes Fleurs

RG 90 30 30 30 27 73MN 90 30 30 30 26 60STP 90 30 30 30 25 61HZ 90 30 30 30 23 52

Total* 360 120 120 120 101 256

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ainsi préparées sont posées sur un support placé au-dessus d’un papier filtre imbibé d’eau(pour empêcher la déshydratation du pollen), rangées dans une boîte de Petri et soumisesà une température de 4 °C pendant 30, 60 ou 90 mn correspondant aux traitements T1, T2et T3. Elles sont ensuite transférées dans une étuve à 24 °C jusqu’à une durée totale de ger-mination de 2 h. Les lots témoins sont maintenus à une température de 24 °C pendant ces2 h. Le pollen d’un minimum de 3 fleurs par plante, de 5 plantes par variété et par répéti-tion a été analysé. Le comptage par lame est effectué sur 10 champs à raison d’au moins10 grains de pollen par champ (Tableaux I et II). L’étude s’est étalée sur trois années (expé-rience II).

MesuresLes taux de germination du pollen (TGP) et les indices de tolérance (IT) correspondants

ont été déterminés comme précédemment. Les longueurs de tubes polliniques (LTP) ontété mesurées après 120 mn de germination, à l’aide d’un micromètre oculaire au grossis-sement x 10 ; les valeurs sont exprimées en unités micrométriques ; les mesures par lamese font sur 10 champs et 10 tubes polliniques par champ sont mesurés. Pour le taux de ger-mination du pollen et la longueur du tube pollinique, les données sont regroupées par plan-te avant l’analyse statistique.

C. Analyse statistiqueLes indices de tolérance sont calculés à partir des valeurs moyennes. Pour l’analyse de la variance, des transformations de variables ont été réalisées (ln x, √x

ou Arc sin√x) pour normaliser les variables binomiales. Afin de mettre en évidence un effettraitement global, un test d’analyse de variance à trois facteurs de classification (bloc,variété, traitement ; modèle mixte) a été réalisé sur les données de chacun des quatre carac-tères (TGG, LPl, TGP, LTP).

Ensuite, les données relatives à chacun des différents traitements, y compris celles dutémoin, ont été traitées séparément par un test d’analyse de la variance à deux facteurs(bloc, variété), modèle mixte où le facteur variété est considéré comme fixe (Dagnélie,1975).

Quand, à l’issue du test d’analyse de la variance, l’effet variété est significatif, les com-paraisons multiples de moyennes sont effectuées par le test de Newman-Keuls (Dagnélie,1975).

Les différentes valeurs de F d’expériences identiques ont été comparées (test de la puis-sance de discrimination entre les différents génotypes par les différents traitements).D’après Tiryaki & Andrews (2001a), l’aptitude à détecter des différences parmi unensemble de génotypes est mesurée par la puissance. En supposant que les génotypes sontdifférents pour la tolérance au froid au stade germination et pour la croissance de la tige,la puissance est la probabilité qu’une différence significative soit trouvée. La puissancedépend à la fois de la moyenne des différences et de la variabilité des taux de germinationet de croissance des plantes. Avec des dispositifs expérimentaux équivalents, l’expériencepossédant le paramètre de non-centralité le plus grand possède la plus grande puissancepour détecter les différences. Une estimation non biaisée du paramètre de non-centralité(λ) est obtenue au moyen de la statistique F par la formule :

λ = ddl numérateur [(ddl dénominateur - 2/ddl dénominateur)F-1] où ddl numérateur et ddl dénominateur sont les degrés de liberté du numérateur et du déno-minateur de la variable de Fisher calculée. Donc, pour un nombre donné de traitements etd’expériences identiques par traitement, une statistique F plus élevée indique une plus

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grande séparation significative relative parmi les génotypes par ce traitement. Celui-ci peutêtre retenu comme étant le meilleur pour cribler pour la tolérance au froid. Il suffit alorsde comparer les valeurs de F de chaque analyse de la variance, la comparaison des λ abou-tissant aux mêmes résultats.

Tous les tests statistiques ont été réalisés avec le logiciel Statistica version 6.1

III. RÉSULTATS

A. Évaluation de la réponse au stress des basses températures au stade sporophytiqueTaux de germination des graines

Le froid, quelle que soit la durée de son application, modifie le taux de germination desgraines. Le test de l’effet traitement global, par une analyse de variance à trois facteurs,s’est révélé hautement significatif.

Les valeurs des indices de tolérance calculés par variété et par traitement montrentqu’après une durée de traitement de 5 jours les taux de germination de graines baissentconsidérablement (de 30 à 90%) par rapport au témoin. Pour la variété Saint-Pierre, dontle taux de germination est le plus élevé, il ne représente plus que 63,3% de celui du témoinet chez la variété Marmande avec le plus faible taux, il descend jusqu’à 8,5% de la valeurdu témoin. Les valeurs des indices de tolérance sont comprises entre 0,085 et 0,63(Tableaux III et IV).

Les taux de germination enregistrés sur l’ensemble des douze répétitions de l’essai indi-quent que la variété Saint-Pierre est la plus vigoureuse en absence de traitement et en

Tableau III.- Taux moyen de germination des graines et du pollen, longueur moyenne desplantes et du tube pollinique par variété et par traitement.

Table III.- Mean rates of seeds and pollen grain germination, mean length of seedlings andpollen tubes by variety and by treatment.

Taux de germination des graines (TGG) Taux de germination du pollen (TGP)Traitements

Var. T01 T1 T02 T2 T03 T3 T0 T1 T2 T3

STP 0,904 0,573 0,912 0,525 0,930 0,678 0,436 0,339 0,286 0,222± 0,071 ± ,266 ± 0,067 ± 0,199 ± 0,046 ± 0,168 ± 0,124 ± 0,176 ± 0,168 ± 0,209

RG 0,889 0,478 0,909 0,520 0,915 0,640 0,379 0,939 0,247 0,186± 0,062 ± 0,229 ± 0,045 ± 0,173 ± 0,048 ± 0,197 ± 0,176 ± 0,148 ± 0,141 ± 0,132

MN 0,783 0,067 0,811 0,086 0,851 0,303 0,471 0,368 0,3314 0,227± 0,152 ± 0,093 ± 0,131 ± 0,081 ± 0,079 ± 0,327 ± 0,165 ± 0,172 ± 0,211 ± 0,191

HZ 0,859 0,264 0,872 0,277 0,894 0,3885 0,454 0,406 0,310 0,189± 0,139 ± 0,189 ± 0,118 ± 0,164 ± 0,078 ± 0,301 ± 0,201 ± 0,174 ± 0,176 ± 0,189

Longueur (cm) des plantes (LPl) Longueur (UM) du tube pollinique (LTP)Traitements

Var. T01 T1 T02 T2 T03 T3 T0 T1 T2 T3

STP 6,458 1,212 7,502 1,232 9,517 1,922 61,795 36,058 24,386 12,263± 3,022 ± 1,754 ± 3,248 ± 1,683 ± 9,509 ± 1,775 ± 30,301 ± 22,233 ± 14,06 ± 8,169

RG 9,992 1,025 10,621 1,197 11,384 2,090 61,421 46,459 32,027 14,597± 8,743 ± 1,848 ± 2,955 ± 2,185 ± 3,021 ± 2,250 ± 35,468 ± 27,192 ± 19,04 ± 8,553

Mn 7,536 0,532 9,597 0,739 10,208 0,921 61,471 36,969 26,290 12,053± 2,218 ± 1,669 ± 5,728 ± 2,212 ± 2,761 ± 2,021 ± 27,887 ± 22,939 ± 18,76 ± 10,25

HZ 7,060 0,753 9,392 0,764 9,265 1,577 68,035 43,175 27,254 9,991± 2,712 ± 1,453 ± 9,002 ± 1,814 ± 3,455 ± 2,586 ± 29,941 ± 17,918 ± 12,43 ± 8,200

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même temps celle qui résiste le mieux aux différents traitements, tandis que la variétéMarmande, la moins vigoureuse dans les conditions normales, tolère le moins l’effet dufroid. Pour chaque variété la valeur de l’indice de tolérance augmente avec la durée du trai-tement (Tableau IV ; Fig. 1).

Les analyses de variance réalisées séparément par traitement montrent un effet variétéhautement significatif (P < 0,01) pour chaque traitement avec ou sans les transformationsusuelles de variables. La comparaison des valeurs de F observées dans chaque test indiqueque les différences entre variétés avant traitement sont amplifiées par les différents traite-ments. La valeur de F la plus élevée est observée pour le traitement T2 (Tableau V).

La croissance post germinativeLes longueurs des jeunes plantes varient entre 6 et 10 cm chez les lots témoins. Elles

baissent considérablement après le traitement et ne représentent plus que 10 à 20% des lon-gueurs témoin (Fig. 2).

Les valeurs des indices de tolérance sont comprises entre 0,188 et 0,071 sous le traite-ment T1, entre 0,164 et 0,77 sous T2 et entre 0,202 et 0,090 sous T3 avec toujours la varié-té Saint-Pierre comme la plus tolérante et la Marmande la plus sensible. Pour ce caractère,

Tableau IV.- Valeurs des indices de tolérance par variété pour chaque caractère étudié etpour chaque traitement.

Table IV.- Tolerance index values by variety for each trait and treatment.

Taux de germination Longueur des Taux de germination Longueur du des graines plantes du pollen tube pollinique

Var. IT1 IT2 IT3 IT1 IT2 IT3 IT1 IT2 IT3 IT1 IT2 IT3STP 0,633 0,576 0,729 0,188 0,164 0,202 0,778 0 ,658 0,510 0,583 0,395 0,198RG 0,538 0,572 0,699 0,103 0,113 0,184 0,775 0,650 0,491 0,756 0,521 0,238MN 0,085 0,105 0,357 0,071 0,077 0,090 0,782 0,702 0,481 0,601 0,428 0,196HZ 0,308 0,317 0,434 0,107 0,081 0,170 0,896 0,684 0,418 0,634 0,455 0,147

Tableau V.- Résultats des tests d’analyse de la variance de l’effet variété par caractère etpar traitement.

Table V.- Results of analysis of variance tests for variety effect by trait and treatment.

Taux de germination des graines Taux de germination du pollenTraitement ddl F P Traitement ddl F P

T01 3 4,48 0,0082 T0 3 0,63 0,52 nsT1 3 29,15 0,0000 T1 3 1,03 0,45 nsT02 3 4,37 0,0112 T2 3 0,86 0,52 nsT2 3 38,96 0,0000 T3 3 2,35 0,26 nsT03 3 4,40 0,0105T3 3 20,85 0,0000

Longueur des plantes Longueur du tube polliniqueTraitement ddl F P Traitement ddl F P

T01 3 7,56 0,0005 T0 3 0,26 0,86 nsT1 3 15,08 0,0000 T1 3 0,72 0,60 nsT02 3 4,05 0,0147 T2 3 0, 90 0,54 nsT2 3 5,00 0,0057 T3 3 2,24 0,36 nsT03 3 1,45 0,2467 nsT3 3 32,09 5,1300 ns

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la variété Saint-Pierre supporte le mieux les trois traitements bien que sa longueur moyen-ne soit la plus faible dans les conditions témoin. La variabilité intra variétale, exprimée parles valeurs des variances, est plus importante dans les conditions normales que sous l’ef-fet du traitement pour ce caractère contrairement au taux de germination des graines(Tableau III ; Fig. 2).

Les valeurs des indices de tolérance sont plus faibles pour ce caractère que pour le tauxde germination (valeurs comprises entre 0,071 et 0,20 ; Tableau IV).

Les résultats des différents tests d’analyse de la variance mettent en évidence un effetvariété hautement significatif (P < 0,01). Les valeurs de F des tests d’analyse de la varian-ce, sont équivalentes pour les deux traitements (T2 et T3). Par contre pour le traitement T1,la valeur de F est triple (Tableau V).

Évaluation de la réponse au stress des basses températures chez le gamétophyteTaux de germination du pollen

Les taux de germination du témoin et des lots traités figurent sur le tableau III. Le tauxde germination du pollen en absence de traitement est compris entre 35 et 47%, les quatrevariétés présentent des valeurs comparables.

L’application du traitement réduit les taux de germination du pollen chez toutes lesvariétés par rapport au témoin, d’autant plus que la durée de celui-ci s’allonge. Cette réduc-tion est variable selon la variété et le traitement (Tableau III ; Fig. 3).

L’indice de tolérance le plus élevé (0,896) est celui de la variété Heinz, alors que celuide la variété Marmande, la plus performante en conditions normales, est de (0,782), valeurproche de celles des variétés Rio Grande et Saint-Pierre (Tableau IV).

Les tests d’analyse de la variance avec ou sans transformations de variables ne donnentcependant pas d’effet génotype significatif chez les témoins et les lots traités. La compa-raison des valeurs de F (Tableau V) montre que le traitement T3 discrimine le mieux entreles variétés.

Longueur du tube polliniqueLa longueur du tube pollinique est affectée par le froid quelle que soit la durée du trai-

tement et d’autant plus que le traitement est prolongé. En absence de traitement, la lon-gueur du tube pollinique la plus élevée est présentée par la variété Heinz, les autres variétéspossédant des valeurs similaires (Tableau III). Sous les stress T1 et T2, la variété RioGrande présente les valeurs des indices de tolérance les plus élevées et la variété Saint-Pierre les plus faibles. Sous le stress T3, la variété Rio Grande demeure la plus toléranteavec l’indice le plus élevé ; par contre la variété Heinz présente l’indice le plus bas (Fig. 4).Les valeurs des indices de tolérance baissent avec l’augmentation de la durée du traitementcomme pour le taux de germination du pollen (Tableau IV). L’analyse de la variance nerévèle pas d’effet variété significatif. La valeur de F la plus élevée est observée sous lestress T3 (Tableau V).

IV. DISCUSSION

Taux de germination des graines - Les différences entre variétés sont plus importantes soustraitement qu’en conditions normales. Les résultats des tests d’analyse de la variance surle taux de germination des graines indiquent que l’effet variété est significatif dans tous lescas ; ils montrent également que la valeur de F la plus élevée est notée sous le traitement

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Fig.1.- Taux moyen de germination desgraines par variété et par traitement.

Fig. 1.- Mean rate of seeds germinationby variety and treatment.

Fig.2.- Longueur (cm) moyenne desplantes par variété et par traitement.

Fig. 2.- Mean length of seedlings byvariety and treatment.

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Fig. 3.- Taux moyen de germination dupollen par variété et par traitement.

Fig. 3.- Mean rate of pollen germinationby variety and treatment.

Fig.4.- Longueur (unités micromé-triques) moyenne du tube polliniquepar variété et par traitement.

Fig. 4.- Mean length of pollen tube byvariety and treatment.

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T2. Le traitement qui fait ressortir le maximum de différences entre les variétés est le trai-tement T2 ; c’est ce traitement qui devrait être retenu pour cribler entre génotypes tolérantset non tolérants pour ce caractère (Tiryaki & Andrews, 2001a)

Croissance post-germinative - L’effet variété est significatif quel que soit le traitement etles valeurs de F des différents tests d’analyse de la variance pour ce caractère sont com-parables pour les trois traitements qui peuvent ainsi servir tous indifféremment de crible desélection pour la tolérance au froid entre les différents génotypes.

Les différences observées entre les génotypes sont moins marquées sous l’effet des dif-férents traitements que sous les conditions du témoin. La variété qui manifeste le plus detolérance est la Saint-Pierre, bien que sa croissance sous les conditions témoins soit la plusfaible. Le classement des variétés est le même sous les différents traitements, cependant ildiffère de celui établi sous les conditions du témoin. L’effet d’un traitement, par basse tem-pérature pendant une courte durée, au moment de la germination et de la phase post-ger-minative, a été étudié par Kazemitabar et al. (2003) sur le riz. Ces auteurs trouvent que legénotype non tolérant ne survit pas à un traitement par une température de -2 °C ; parcontre le génotype tolérant y survit.

Comparaison entre caractères sporophytiques - Si on compare le taux de germination desgraines (TGG) et la longueur des jeunes plantes (LPl), le froid semble affecter plus l’élon-gation de la jeune plantule que le taux de germination au vu des valeurs des indices de tolé-rance. Les valeurs de la variable de Fisher sont plus importantes pour le taux degermination que pour la croissance de la plante ; les différences entre variétés sont plusimportantes pour le TGG que pour LPl. Une corrélation nette existe entre les deux carac-tères pour la tolérance ; la variété la plus tolérante est la Saint-Pierre et la moins tolérantela Marmande, à la fois pour le TGG et pour la LPl et sous les différents stress, probable-ment parce que la tolérance à ces deux stades est régie par des mécanismes similaires. Lavariabilité génétique est la même pour ces deux caractères. Le classement des variétésselon leur degré de tolérance est le même pour les deux caractères, quel que soit le traite-ment. La seule différence enregistrée concerne le traitement le plus discriminant ; pour leTGG c’est un traitement de 8 jours (T2) qu’il conviendrait d’appliquer pour cribler entreles génotypes par contre pour LPl tous les traitements sont équivalents.

Taux de germination du pollen - Pour ce caractère la réponse au stress des différentes varié-tés varie selon la durée du traitement appliqué ; l’indice de tolérance le plus élevé est enre-gistré chez Heinz sous T1, chez la Marmande sous T2 et chez la Saint-Pierre sous T3.Srinivasan et al. (1999) signalent des résultats similaires obtenus sur le pollen de cultivarsde pois chiche soumis à différentes températures (5 °C à 20 °C) en notant que la variabili-té génétique est différente de 5 °C à 20 °C et qu’à chaque température correspond un clas-sement différent selon le degré de tolérance des cultivars.

Dans notre étude, l’analyse de la variance ne met cependant pas en évidence de diffé-rences significatives entre les génotypes pour la germination du pollen. Frascaroli (1995),sur le maïs, aboutit au même résultat.

Le traitement le plus discriminant entre les génotypes est T3. C’est le plus puissant pourmettre en évidence des différences entre génotypes pour le caractère tolérance au froid austade haploïde (Tiryaki & Andrews, 2001a).

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Longueur du tube pollinique (LTP) - Sous stress, quel que soit le traitement, la variété RioGrande possède le meilleur indice de tolérance. Le génotype le moins tolérant varie selonles traitements ; sous T1 c’est STP, sous T2 c’est également STP ; par contre sous T3 c’estHeinz. Pour ce caractère également l’effet variété n’est pas significatif, malgré les trans-formations usuelles des variables et quel que soit le traitement. La valeur de F la plus éle-vée est enregistrée sous le traitement T3. C’est le traitement qui permet le mieux dediscriminer entre les génotypes.

Comparaison entre caractères polliniques - Les résultats obtenus relatifs aux traits gamé-tophytiques diffèrent sous les conditions de stress ; ce ne sont pas les mêmes génotypes quisont les plus tolérants et les plus sensibles pour les deux caractères et pour les différentstraitements. Ces résultats concordent avec ceux de Pfahler et al. (1997) qui, dans une étudesur la variation génétique du pollen de sésame, rapportent qu’il y a soit une faible, soitaucune corrélation entre le pourcentage de germination et la longueur du tube.

Les indices de tolérance sont plus élevés dans le cas de la germination du pollen quedans celui de la croissance pollinique ; la pression de sélection est plus élevée durant lacroissance du tube pollinique que durant la formation du grain de pollen. Pour les deuxcaractères les effets génotypiques ne sont pas significatifs. Ceci est en accord avec les tra-vaux de Frascaroli (1995) sur le maïs, qui avaient abouti à la conclusion qu’une basse tem-pérature appliquée pendant le fonctionnement du pollen affecte principalement le tauxd’élongation du tube pollinique alors que les génotypes ne diffèrent pas significativementpar leur niveau de tolérance.

Comparaison entre le stade sporophytique et gamétophytique - Les deux stades sont affec-tés par le froid et les effets de ce dernier sont d’autant plus importants que le stress dure.La variabilité inter-variétés est amplifiée par le stress comme indiqué par les valeurs de Faux deux stades. Les différences entre caractères sporophytiques sont moins prononcéesqu'entre facteurs gamétophytiques. Il y a moins de différences entre les facteurs sporo-phytiques qu’entre les deux facteurs gamétophytiques dans les classements des quatrevariétés.

La variété possédant les indices de tolérance les plus élevés au stade sporophytique estla Saint-Pierre, la moins tolérante est la Marmande. Au stade gamétophytique, les résultatsdiffèrent ; un seul cas de correspondance entre le gamétophyte et le sporophyte a été enre-gistré, il s’agit du caractère taux de germination du pollen (TGP) et du traitement T3 où lavariété Saint-Pierre présente le meilleur indice de tolérance comme au stade sporophy-tique. D’après Hormaza & Herrero (1992), il existe chez plusieurs espèces une corrélationsignificative entre le comportement du sporophyte et du gamétophyte en relation avec lestress thermique ; néanmoins des résultats contradictoires sont signalés dans la littérature ;par exemple, Maisonneuve et Den Nijs (1984), Den Nijs et al. (1986), chez la tomate,montrent qu’il n’y a pas de corrélation mise en évidence entre le comportement du sporo-phyte et celui du gamétophyte.

D’autre part, les effets environnementaux sur les caractères sporophytiques et gaméto-phytiques ne sont pas les mêmes ou du moins pas de même amplitude. Pfahler et al.(1997), Srinivasan et al. (1999) mettent en évidence un effet important de l’environnementsur les caractères gamétophytiques, ce qui pourrait expliquer les discordances observées.

Nos résultats montrent peu de similitudes entre les deux phases. Il est possible que si lesvariétés étudiées avaient présenté des différences dans le degré de tolérance beaucoup plusmarquées au stade sporophytique, elles auraient pu être détectées au niveau gamétophy-

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tique plus aisément. En effet, Weinbaum et al. (1984) montrent dans le genre Prunus queles différences intra spécifiques ne sont pas reflétées au niveau gamétophytique mais queles différences interspécifiques le sont.

V. CONCLUSION

L’application d’une température de 4 °C pendant huit jours permet de cribler convenable-ment parmi une gamme de génotypes ceux qui sont les plus tolérants au froid au stade ger-mination. Par contre, à un stade de développement plus avancé, l’application d’un stressd’une durée de cinq jours suffit et huit et onze jours de traitement par le froid donnent lesmêmes résultats. Au niveau gamétophytique, l’application d’un stress par une basse tem-pérature de 4 °C pendant une durée comprise entre 30 mn et 90 mn ne permet pas de cri-bler entre génotypes tolérants et sensibles. À l’issue de cette étude les résultats nepermettent pas d’affirmer que les variations observées au niveau sporophytique sont reflé-tées au niveau gamétophytique.

La recherche d’une relation entre la germination des graines et celles du pollen présen-te un avantage économique considérable puisque qu’elle permet de tester sous conditionscontrôlées et à moindre coût l’efficacité de la sélection gamétophytique. C’est pourquoices travaux doivent se poursuivre sur un plus grand échantillon de variétés avec des degrésde tolérance très différents.

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