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Corrélation entre les caractères associés au rendement et les profils des cytokinines des gousses et des graines en développement chez les cultivars de soja cultivés au champ

Kambhampati, S., Kurepin, L.V., Kisiala, A.B., Bruce, K.E., Cober, E.R., Morrison, M.J., Emery, R.J.N. (2017). Yield associated traits correlate with cytokinin profiles in developing pods and seeds of field-grown soybean cultivars, 214 175-184. http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2017.09.009

Résumé

© 2017 Elsevier B.V. Les études menées en laboratoire et en serre indiquent depuis longtemps que les cytokinines (CK) contribuent à des hausses de rendement chez le soja (Glycine max L.), mais on ignorait si cette relation est également observable dans les complexes conditions de culture en plein champ. Ainsi, nous avons mené une ambitieuse analyse métabolique des CK à partir des données des essais au champ à long terme portant sur des variétés commerciales et historiques de soja, en vue de déterminer si les différences entre les profils de CK sont liés à la variation des rendements. Dans le cadre de la présente étude, nous avons évalué 27 cultivars représentant un large éventail de performances, sur la base de 12 paramètres des parties végétatives et des graines importants sur le plan agronomique mesurés en plein champ. Quatorze formes de CK ont été identifiées et quantifiées par chromatographie en phase liquide haute performance et spectrométrie de masse en tandem (HPLC–MS/MS) au cours de trois stades du développement des parties reproductrices importantes pour la détermination du rendement (R4–R6). L’analyse a révélé une hausse considérable des concentrations de CK, particulièrement des bases libres à forte activité métabolique, chez les cultivars de soja à rendement élevé. Des corrélations importantes ont été observées entre les composantes du rendement et la tZ (trans-zéatine), forme la plus active des CK, au cours des stades R4 and R5 stages. Une tendance semblable a été observée pour la cZ (cis-zéatine), ce qui indique que les deux isomères de la zéatine pourraient jouer un rôle dans le développement des gousses et le début du développement des graines. De plus, une relation positive considérable entre le rendement et les cytokinines a été observée au stade R6; cependant, la modification du profil hormonal et la hausse des CK de type isopentenyl adénine (iP) observées chez les cultivars à rendement élevé donnent à penser que la présence de dérivés de l’iP permet aux graines en développement de maintenir un rôle actif dans les organes puits et de prélever des assimilats au cours des stades de remplissage des graines, alors que le métabolisme des plantes en maturation ralentit généralement. Nos résultats semblent indiquer que les métabolites des cytokinines ou les gènes qui y sont associés pourraient être utiles comme indicateurs précoces du rendement dans le cadre des programmes de sélection assistée par marqueurs visant le soja ou pourraient être manipulés au moyen de techniques de manipulation génétique.

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