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Riz (Oryza sativa)

La sexualité chez les plantes - Hybridation contrôlée

La panicule ou inflorescence du riz émerge sur une tige fertile au niveau de l'articulation du limbe et de la gaine foliaire de la feuille paniculaire. La panicule est composée d'un pédoncule prolongé par un rachis portant les racèmes ramifiés en racémules. Ces racémules portent les épillets pédicellés uniflores. La maturation des épillets sur la panicule n'est pas parfaitement synchrone ; elle se fait plus ou moins de haut en bas de la panicule et de haut en bas de ses racèmes.
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Les organes reproducteurs mâles et femelles de la fleur du riz sont logés dans l'espace commun que leur réservent les glumelles formant un épillet bien clos favorisant l'autofécondation. Pour échapper à l'autofécondation, il y aura donc lieu de se débarrasser de l'appareil reproducteur mâle ou de le neutraliser avant l'anthèse, c'est-à-dire l'épanouissement de la fleur. La castration est donc le premier impératif de l'hybridation forcée.
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Sur le parent choisi comme géniteur femelle, il faut d'abord toiletter les racémules en les dépouillant des épillets trop mûrs situés à leur sommet et des épillets insuffisamment matures à la base.
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Sur le parent choisi comme géniteur femelle, les épillets conservés, avant que leurs anthères ne libèrent le pollen, sont décapités aux deux tiers de leur hauteur ce qui permet d'atteindre les anthères. Les anthères immatures sont alors arrachées à la pince et les épillets protégés de tout apport de pollen indésirable par un sachet de papier. Cette manipulation est nommée "castration". Les éventuels épillets non castrés sont éliminés avant que l'on ne place le sachet de protection.
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La castration peut également se réaliser sans arrachage des anthères sur les parents géniteurs femelles : on les noient pendant environ 7 minutes, dans de l'eau maintenue entre 42°5 et 43°C. Ce traitement tue le pollen contenu dans les anthères en le faisant éclater (effet d'osmose) et n'altère pas l'appareil reproducteur femelle si les conditions (temps et température) sont bien respectées.
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Cette méthode de castration des parents géniteurs femelles, par immersion de leurs panicules au préalablement toilettées et préparées (étêtage des épillets à hybrider) dans l'eau tiède, a l'avantage d'éviter les manipulations que constitue l'arrachage des anthères. Lorsque les géniteurs femelles, comme ici, sont cultivés en conteneurs, elle est très simple à appliquer. En champ, l'opération peut aussi être réalisée avec un matériel plus élaboré : éprouvettes, thermos, etc.
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L'appareil femelle isolé par la castration est composé d'un ovaire uni-ovulaire surmonté de deux styles porteurs de stigmates plumeux. Ces stigmates sont réceptifs durant les 7 jours qui auraient suivi l'anthèse. Comme la castration a été réalisée deux ou trois jours avant celle-ci, on dispose de quelques jours pour apporter le pollen du géniteur mâle.
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Lorsque les anthères des géniteurs mâles sont suffisamment développées pour être manipulables, on pratique la fécondation artificielle : on apporte le pollen du géniteur mâle au géniteur femelle qui a été, ici, castré manuellement par ablation des étamines.
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Sur le parent géniteur mâle, des fragments d'inflorescence sont prélevés. Ils sont choisis quant ils ont atteint le stade de l'anthèse (dispersion du pollen) et utilisés aussitôt car le temps de vie du pollen est très court (5 minutes).
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La pollinisation peut être réalisée de plusieurs façons en fonction du matériel végétal que l'on peut exploiter : en secouant, comme ici, les panicules du géniteur mâle au-dessus des fleurs du géniteur femelle débarrassées des étamines soit par castration manuelle, soit par castration par immersion. On peut également frotter légèrement des segments de panicule du géniteur mâle sur les fleurs femelles.
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Après fécondation artificielle, les ovules fécondés se développent et émergent des glumelles réduites d'un tiers. De nombreux caractères héréditaires, avantageux à l'un ou l'autre égard, peuvent donc être échangés entre variétés et même entre espèces, être réunis dans l'une ou l'autre variété pour produire des cultivars adaptés à toutes sortes d'exigences de l'agriculture ou de la consommation. A de tels impératifs, il n'est possible de répondre que par l'hybridation forcée entre géniteurs choisis pour des qualités qu'il y a lieu de rassembler dans leur descendance. L'hybridation du riz normalement autogame (il se féconde lui-même avant que sa fleur ne s'ouvre) ne peut être qu'artificielle. Elle est dite alors "forcée" ou "contrôlée".
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