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Plants form the basis of the food webs that sustain animal life. Exogenous factors, such as nutrients and sunlight, and endogenous factors, such as hormones, cooperate to control both the growth and the development of plants. We assessed how Arabidopsis thaliana integrated nutrient and hormone signaling pathways to control root growth and development by investigating the effects of combinatorial treatment with the nutrients nitrate and ammonium; the hormones auxin, cytokinin, and abscisic acid; and all binary combinations of these factors. We monitored and integrated short-term genome-wide changes in gene expression over hours and longterm effects on root development and architecture over several days. Our analysis revealed trends in nutrient and hormonal signal cross-talk and feedback, including responses that exhibited logic gate behavior, which means that they were triggered only when specific combinations of signals were present. From the data, we developed a multivariate network model comprising the signaling molecules, the early gene expression modulation, and the subsequent changes in root phenotypes. This multivariate network model pinpoints several genes that play key roles in the control of root development and may help understand how eukaryotes manage multifactorial signaling inputs.

Des hybrides F1 obtenus par croisement de lignées fixées monogermes mâle-stériles de betterave à sucre et de lignées fixées de betterave fourragère ont été comparés dans sept essais pour les caractères suivants : rendement en matière sèche par hectare, poids des racines et teneur en matière sèche. L’analyse des composantes de la variance indique que pour ces trois caractères les variances d’aptitude générale à la combinaison des lignées parentales sont largement supérieures aux variances d’aptitude spécifique à la combinaison. Cependant les variances d’aptitude spécifique à la combinaison jouent fréquemment un rôle relativement important dans l’expression du rendement en matière sèche par hectare et du poids des racines en particulier. Un programme d’amélioration de la betterave destiné à la réalisation de tels hybrides F1 devrait donc envisager l’utilisation à la fois de la partie additive et de la partie non additive de la variance génétique., Data were collected in seven tests on dry matter yield per hectare, percent of dry matter and weight of the roots of fodder beet hybrids produced by crossing monogerm male sterile inbred lines of sugar beet and male fertile inbred lines of mangels. Analysis of variance components indicated that general combining ability effects are much more important than specific combining ability effects in determining these characters. However specific combining ability effects frequently play a part in the expression of dry matter yield and weight of the roots particularly. This means that parental lines have to be tested for both general and specific combining ability. A breeding program for the improvement of F1 fodder beet hybrids will consequently be designed to utilize both the additive and the non-additive portion of genetic variance.

From the available winter rape inbred line population, 25 lines were crossed according to an incomplete diallel design; general and specific combining ability effects (G.C.A., S.C.A.) general and specific reciprocal effects (M.R.E., S.R.E.), as well as their relative variances were evaluated for several traits. Variability of all these characters except height and density appeared to be mainly additive ; the variance of reciprocal effects which was found to occur was much lower than the G.C.A. variance. In contrast, height and density displayed great specific effects. Consequently, it is suggested that F1 hybrids should be selected on the basis of their G.C.A. estimates, especially since these estimates appeared to be linked to the values for inbred line. The simultaneous occurrence of additivity in crossing and of heterosis in a partially autogamous species such as rape is discussed relative to similar phenomena in allogamous species., L’article s’intéresse aux paramètres génétiques d’une population de lignées sélectionnées en vue d’optimiser la sélection d'hybrides F1 de colza. Vingt-cinq géniteurs ont été tirés de la population et croisés selon un plan diallèle incomplet pour estimer les variances relatives des effects d'aptitude à la combinaison générale (A.G.C.) et spécifique (A.S.C.) ainsi que celles des effets réciproques moyens (E.R.M.) et spécifiques (E. R. S.). Les effets d’A.G.C. créent la majeure partie de la variation pour tous les caractères étudiés (caractères de productivité et caractères végétatifs) à l’exception de la hauteur des plantes et du peuplement où les effets spécifiques semblent importants. Pour certains caractères (hauteur, précocité de floraison, sensibilité à la verse), des effets réciproques ont été mis en évidence mais leur variance est faible comparée à celle des A.G.C. Sous réserve de confirmation ultérieure de ces résultats, il est suggéré de sélectionner les hybrides F1 sur la base de la valeur en A.G.C. des lignées parentales pour obtenir un meilleur gain génétique ; de plus, la valeur en A.G.C. est liée positivement à la valeur en lignée au sein de la population considérée. La coexistence d’un effet d’hétérosis et d’une forte variance d’A.G.C., phénomène que l’on retrouve chez plusieurs espèces allogames, est longuement discutée dans le cas du colza, espèce semi-allogame. Chez les espèces autogames ou semi-allogames pour lesquelles l’autofécondation fait partie du système naturel de reproduction, la variabilité génétique a sûrement la même origine chez les lignées et les hybrides ; l’hétérosis, dû en grande partie à une accumulation de gènes majeurs, pourrait être fixé au cours du temps. Par contre, chez les espèces allogames où les phénomènes d’hétérosis sont souvent très importants, la variabilité génétique révélée en croisement et en autofécondation n’aurait pas la même nature chez les lignées et les hybrides ; l’expression de gènes majeurs chez les hétérozygotes serait liée à l’existence d’une bonne balance de relation. Ainsi l’hétérosis serait beaucoup moins facilement fixé chez les allogames que chez les autogames.

Cette étude se propose de suivre l’évolution des composantes de la variance phénotypique et génotypique de l’accroissement en hauteur en utilisant le coefficient de variation exprimé au niveau de chaque composante, l’accroissement en hauteur étant estimé par le cumul des accroissements successifs. Le coefficient de variation de l’erreur, de l’effet station, de l'interaction famille X station et de l’interaction mère X père décroît avec le temps alors que la variance des effets principaux reste stable. Jusqu’à 8 ans, cette évolution semble due à l’effet d’âge et s’explique par le changement des conditions du milieu au cours du temps. Les conséquences au niveau des paramètres génétiques sont immédiates : augmentation de l’héritabilité avec le cumul et diminution du rapport Vd/Vg à tel point que tout accroissement du cumul d’ordre n est meilleur prédicteur d’un accroissement de cumul d’ordre inférieur à n que ce dernier lui-même. Par ailleurs, au niveau de la décomposition de la variance génotypique, la variance d’additivité est plus importante que la variance de dominance. Enfin, la possibilité de prévoir l’aptitude spécifique à la combinaison (ASC) à partir de l'aptitude générale à la combinaison (AGC) des deux parents est envisagée., Components of the phenotypic and the genotypic variances of height growth are followed by using the coefficient of variation expressed at each level. Height growth is measured by successive increments between 5 and 12 years. Residual variance, that means error variance,environmental variance family X environmental variance and mother X father interaction decrease with age while main effect variances remain stable. Some of this results are explained by changes in environmental conditions with time. The heritability estimates increase with age while the ratio Vd/Vg decreases. This is true in so far that height increments of n successive years is more predictive of height increments of m successive years (m < n) than this latest trait itself. Height growth is affected more by additive genes effects than by non additive genes effects. Possibility to predict specific combining ability (ASC) by using general combining ability (AGC) of both parents is discussed by using a general model used in genotype - environment problems.