Introduction

Les recherches portant sur le programme mâle des espèces d’intérêt agronomique se sont considérablement développées ces dernières années. Elles nécessitent la mise en œuvre de techniques cytologiques rapides et précises permettant en particulier de déterminer de manière fiable le stade de développement du pollen, ainsi que la qualité du pollen mature. Cette notion de qualité recouvre en fait deux aspects :

• - la qualité physiologique instantanée telle que l’on peut l’évaluer par différents tests réalisés au laboratoire ou en conditions de champ (test FCR, technique ABF de visualisation des tubes polliniques) [1]. A ce propos, plusieurs études récentes ont démontré la supériorité du test au diacétate de fluorescéine (FCR), tant dans le domaine animal [2] que végétal [3]. Les doubles colorations combinant le diacétate de fluorescéine et l’iodure de propidium, un fluorochrome des acides nucléiques, marquant sélectivement les cellules non intègres, permettent de discriminer en une seule lecture les cellules mortes et vivantes [2, 3]. Ces techniques méritent également l’attention pour déterminer la viabilité instantanée d’un lot de pollen ;
• - la qualité du pollen mature pris en tant que résultat du programme mâle, telle que l’on peut l’évaluer par d’autres tests de qualité du pollen utilisés couramment. Ces tests représentent une estimation (intégration) du déroulement normal du programme mâle. C’est le cas de la coloration des réserves amylacées du pollen par l’iode [4], des colorations différentielles des grains avortés et non avortés [5], ou de la révélation de la proline [6].

Enfin, les tests de mise à graine, de germination in vitro ou in vivo, apportent des informations sur ces deux aspects de la qualité du pollen.

Pour toute étude concernant le programme mâle, la détermination précise, fiable et rapide du stade cytologique de développement du pollen (de la tétrade au pollen mature) constitue un pré-requis incontournable. L’emploi du carmin acétique demande un ajustement cas par cas (réalisé en chauffant la préparation) et n’aboutit pas toujours à un marquage homogène des noyaux dans une population de pollen. De plus, ce colorant présente une forte affinité pour l’amidon, ce qui rend difficile, chez les Graminées notamment, son application aux stades tardifs du développement du pollen. La technique de Feulgen est spécifique de l’ADN et donne des résultats satisfaisants, mais elle est longue à mettre en oeuvre et nécessite l’emploi de matériel fixé.

Les progrès récents dans ce domaine concernent principalement l’utilisation de fluorochromes spécifiques des acides nucléiques. Parmi les fluorochromes de l’ADN, le DAPI (4’,6-diamidino-2-phénylindole) semble le plus adapté au problème de la visualisation des noyaux polliniques [7] : en effet, il interfère avec l’amidon de façon négligeable et la liaison DAPI-ADN est peu perturbée in situ par les protéines nucléaires. De surcroît, le complexe fluorochrome-ADN présente peu d’affaiblissement de la fluorescence (« fading ») lors de l’exposition à la lumière d’excitation (UV, 365 nm), ce qui n’est pas le cas pour le Hoechst 33258 ou la mithramycine. Cette propriété autorise des observations prolongées et facilite la prise de clichés.

En conclusion, nous disposons aujourd’hui de techniques cytologiques d’étude du programme mâle, précises, faciles à mettre en œuvre et rapides. Ces techniques sont tout à fait complémentaires des approches physiologiques, biochimiques et moléculaires, utilisées par ailleurs dans l’étude du pollen et de son développement.

Références

1. KNOX R.B., WILLIAMS E.G., DUMAS C., 1986. In : Plant Breeding reviews, Vol. 4, J. Janick, Ed. AVI Publishing co., Westport, 9-79.
2. JONES K.H., SENFT J.A., 1985. J. Histochem. Cytochem., 33 : 77-79.
3. HUANG C.N., CORNEJO M.J., BUSH D.S., JONES...