QUALITE REPRODUCTRICE DU POLLEN DE C. MELO

Pour que la reproduction des Angiospermes se déroule correctement, il est nécessaire que le pollen possède une bonne qualité reproductrice. Cette qualité recouvre deux aspects, la qualité physiologique du pollen en tant que microorganisme et sa capacité à accomplir la totalité du programme de reproduction mâle (Jahier, 1992). Ainsi, pour que le cycle de reproduction mâle s’accomplisse convenablement, le pollen doit en premier lieu être viable lorsqu’il est libéré de l’anthère et doit posséder une bonne longévité, c’est-à-dire rester viable suffisamment longtemps jusqu’à atteindre un stigmate conspécifique (Dafni and Firmage, 2000). Ensuite, le pollen doit être capable de germer sur le stigmate et produire un tube pollinique qui atteigne un ovule (Mayer and Gottsberger, 2000). Enfin, il doit libérer des gamètes capables de féconder l’oosphère et les noyaux polaires, ce qui sera appelé dans la suite de ce travail son aptitude à féconder. L’ensemble de ces caractéristiques est regroupé sous le terme de qualité reproductrice que certains auteurs englobent sous le terme de viabilité du pollen (Dafni and Firmage, 2000). Dans le présent travail, la qualité reproductrice du pollen sera composée de sa viabilité, de sa capacité à germer et de son aptitude à féconder. Selon Dafni et Firmage (2000), la qualité reproductrice du pollen dépend de nombreux facteurs qui peuvent être intrinsèques, morphologiques ou environnementaux, comme la microsporogenèse, le métabolisme du pollen, la morphologie des fleurs et des anthères, la période d’anthèse, le vecteur pollinisateur, les sécrétions d’insectes, l’humidité relative et la température. En fonction de la composante à tester, la qualité reproductrice du pollen peut être évaluée par différentes méthodes. Celles-ci permettent d’évaluer l’effet d’un facteur donné ou de s’assurer de la qualité du pollen avant la pratique de pollinisations manuelles (Heslop-Harrison et al., 1984 ; Kearns et Inouye, 1993). Dans ce chapitre, nous présenterons dans un premier temps les méthodes d’évaluation de la qualité reproductrice adaptées à notre modèle végétal et à nos conditions d’expérimentation. Dans un deuxième temps, nous étudierons l’évolution de la qualité reproductrice du pollen de C. melo au cours de l’anthèse. Et enfin, nous analyserons l’effet du transport par les insectes sur cette qualité reproductrice.

Plusieurs approches ont été décrites pour tester chaque composante de la qualité reproductrice du pollen (viabilité, capacité à germer et aptitude à féconder). Pour évaluer la viabilité, il est possible de mesurer la respiration ou la conductivité chimique des lessivats de pollen (rarement utilisées), le contenu en proline ou d’utiliser des tests de coloration. La capacité à germer du pollen, quant à elle, peut être évaluée par des tests de germination in vivo ou in vitro. Enfin, l’aptitude à féconder est évaluée en mesurant la grenaison, c’est-à-dire la capacité du pollen à induire la mise en place d’une graine (Dafni and Firmage, 2000). Les méthodes d’évaluation de la viabilité du pollen sont des mesures dites indirectes car elles reposent sur la corrélation entre la viabilité d’une cellule et certaines de ses caractéristiques physiologiques et physiques (Heslop-Harrison et al., 1984 ; Kearns and Inouye, 1993). Il existe plusieurs tests d’évaluation de la viabilité comme les colorations de la cellule végétative ou les tests d’activités enzymatiques (Kearns and Inouye, 1993). Les méthodes de coloration du cytoplasme de la cellule végétative comme la coloration au lactophénol ou au carmin acétique se basent sur le concept que les grains de pollen exempts de cytoplasme sont morts (Nepi and Franchi, 2000). Ces méthodes surestiment la viabilité du pollen car elles colorent les grains viables possédant un cytoplasme, mais également les grains morts (Käpylä, 1991). La coloration d’Alexander (1969) met en évidence la présence de cellulose et d’un protoplasme. Elle est basée sur l’hypothèse que la présence d’un protoplasme rend compte de la viabilité d’un grain de pollen (Kearns and Inouye, 1993). Elle permet selon Barrow (1983) de distinguer les grains de pollen qui avortent tôt car ils ne possèdent pas de protoplasme. En revanche, ceux qui avortent à un stade proche de la maturité ne sont pas détectés (Pline et al., 2002). Les méthodes enzymatiques utilisent des réactions colorées induites par l’activité métabolique dans le grain de pollen. Ces méthodes reposent sur l’hypothèse que si l’activité est présente, la réaction colorée a lieu et par conséquent que le pollen est viable (Nepi and Franchi, 2000). Les premières méthodes enzymatiques étaient basées sur les sels de tétrazolium qui changent de couleur lorsqu’ils sont réduits par les enzymes respiratoires des mitochondries. D’autres méthodes permettent de détecter la présence de déshydrogénases, de β-galactosidases ou encore de myélopéroxydases (Rodriguez-Riano and Dafni, 2000). La méthode enzymatique la plus couramment utilisée est celle proposée par Heslop-Harrison et Heslop-Harrison (1970) et modifiée par Shivanna et Heslop-Harrison (1981), la réaction fluorochromatique (FCR). Lors de cette réaction, le diacétate de fluorescéine non-fluorescent et apolaire pénètre dans le grain de pollen où il est hydrolysé par des estérases en fluorescéine, composé fluorescent et polaire retenu dans la cellule par la membrane plasmique (Figure 25). Cette méthode évalue deux caractères : l’intégrité membranaire et l’activité est érasique. Son avantage est de différencier très facilement et rapidement les grains viables des grains non-viables (Pline et al., 2002). Elle peut cependant sous-estimer la viabilité lorsque le pollen est déshydraté (Stone et al., 1995).