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chap. 7

Hors série : Tomate; National audience

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* INRA, Station d'Amelioration des Plantes Maraicheres, Montfavet (FRA) Diffusion du document : INRA, Station d'Amelioration des Plantes Maraicheres, Montfavet (FRA)

The mutant material studied " Montfavet 191 ", appeared spontaneously in a breeding line. It was characterized by short stamens, the length of which was variable in the same flower and between flowers ; the stamens were more or less free, with extrorse dehiscence, and rich in fertile pollen. The mutant set parthenocarpic fruits 6 to 10 days earlier than the fruits obtained on normal plants of the same varietal type, but much smaller (about 2/3 of the weight of fruits from [pat+] plants). The seed yield of the fruit from [pat] material was zero in open pollination, and zero or nearly zero after hand pollination. These characters were pleiotropic effects of a mutation at a single locus pat (parthenocarpic fruit), a mutation previously obtained and described in Italy. Experiments carried out in different conditions showed that the parthenocarpic ability of " Montfavet 191 " was exhibited in all the environments tested, as well in the glasshouse as in the open field, whatever the time of year. In spite of the very low seed yield, there was a positive correlation between fruit weight and seed number after hand pollination. The authors conclude that the type of parthenocarpy due to the pat gene is of little interest in a breeding program.; L’étude porte sur un matériel mutant, « Montfavet 191 », apparu spontanément dans une lignée en sélection. Ce mutant est caractérisé par des étamines courtes, de longueur variable chez une même fleur et d’une fleur à l’autre, plus ou moins libres, à déhiscence parfois extrorse et cependant riches en pollen fertile. Ce mutant développe des fruits parthénocarpiques plus précoces de 6 à 10 jours que ceux obtenus sur des plantes normales du même type variétal, mais beaucoup plus petits (environ 2/3 du poids des fruits des plantes [pat+]). Le rendement en graines des fruits du matériel [pat] est nul en fécondation libre, nul ou très faible après pollinisation manuelle. Ces caractéristiques sont des effets pléiotropiques d’une mutation survenue à un seul locus pat (parthenocarpic fruit), mutation préalablement obtenue et décrite en Italie. Des essais conduits dans différentes conditions de culture ont montré que l’aptitude à la parthénocarpie de « Montfavet 191 » se manifeste dans tous les environnements essayés, aussi bien en serre qu’au champ, quelle que soit la période de l’année. Malgré le très faible rendement en graines, il existe une corrélation positive entre le poids des fruits et le nombre de graines qu’ils contiennent à la suite d’une pollinisation manuelle. Les auteurs concluent à l’intérêt limité du type de parthénocarpie dû au gène pat dans un programme de sélection.

International audience

Une collection de 55 variétés de tomate a été observée en culture de printemps (plantation à la mi-février) en serre en verre non chauffée, en 1976 et/ou en 1977. Les températures nocturnes ont été inférieures à 10 °C pendant plusieurs semaines, les températures diurnes dépassaient le plus souvent 20 °C du fait d’un ensoleillement satisfaisant en général. L’étude globale des rendements et des poids moyens des fruits a permis de préciser quelques points déjà connus. Les différentes variétés réagissent de façon différente aux basses températures. La vibration des inflorescences améliore fortement la production de fruits et leur contenu en graines chez la plupart des variétés. L’étude de la quantité de graines produites en pollinisant les fleurs d’une variété femelle, cultivée en serre chauffée, par le pollen de chacune des 45 variétés cultivées en serre non chauffée en 1976, a permis de classer ces variétés d’après la valeur fécondante de leur pollen produit au froid. Une étude similaire, effectuée de manière plus approfondie en 1977 avec 2 variétés seulement, a permis de vérifier que le froid affecte la formation du pollen environ 2 semaines avant l’anthèse. La comparaison de 2 hybrides F1 avec leurs lignées parentales a montré qu’il y a hétérosis ou dominance au niveau du rendement, hétérosis au niveau du contenu des fruits en graines et hétérosis au niveau de la valeur fécondante du pollen formé au froid., A collection of 55 tomato cultivars was observed during spring cultivation (mid-February planting) in an unheated greenhouse in 1976 and/or 1977. Night temperatures were below 10 °C for several weeks, whereas daytime temperatures were in most cases above 20 °C owing to generally satisfactory sunlight levels. An over-all study of yields and average fruit weights led to a more accurate definition of some results which were already known. The varieties reacted differently to low temperatures. Vibration of the inflorescences improved fruit production considerably and also seed content in most cultivars. Seed production was examined following pollination of a female cultivar, grown in an heated greenhouse, with pollen from each of the 45 cultivars grown in an unheated greenhouse in 1976 ; this allowed the cultivars to be ranked for fertilization ability of pollen at low temperatures. A similar study, carried out in 1977 with only 2 cultivars, confirmed that low temperatures do affect the pollen formation about 2 weeks before anthesis. Comparison of 2 F1 hybrids with their parental lines showed that there is hcterosis or dominance for yield, heterosis for seed content of the fruit and heterosis for the fertilization ability of pollen produced at low temperatures.

Nous avons étudié la quantité de pollen (poids par fleur) et sa qualité (pourcentage de grains sphériques, colorés par le carmin acétique) chez 31 variétés de tomate cultivées en serre de printemps (plantation à la mi-février) non chauffée, en 1976 et en 1977. Les températures nocturnes ont été inférieures à 10°C pendant plusieurs semaines, les températures diurnes dépassant le plus souvent 20 °C en raison d’un bon ensoleillement. Les 31 variétés étudiées diffèrent dans les quantités de pollen produites à températures normales et dans leur réponse aux basses températures au niveau de la quantité de pollen. Les variétés les plus riches en pollen à températures normales sont encore les plus riches après action du froid. Après action du froid, il y a une corrélation positive significative entre la qualité et la quantité de pollen. L’estimation de la qualité du pollen après coloration donne une classification variétale comparable à celle obtenue, dans une étude précédente, d’après la valeur fécondante du pollen formé au froid. Ces résultats permettent d’envisager d’utiliser la méthode de coloration au carmin acétique, par ailleurs vraisemblablement trop optimiste quant à la valeur réelle du pollen, comme premier crible pour tester la sensibilité des variétés au froid. Parmi les variétés les moins sensibles au froid, nous trouvons des variétés qui peuvent être rattachées à 2 grands groupes d’après leur origine. Les unes descendent de croisements faisant intervenir Lycopersicon pimpinellifolium, les autres font partie du type « Marmande ». La quantité et la qualité du pollen produit par 2 hybrides F1 ont été comparées aux valeurs obtenues chez leurs lignées parentales., We have studied pollen quantity (weight per flower) and pollen quality (percentage of spherical grains stained with aceto-carmine) in 31 tomato cultivars grown in an unheated spring greenhouse (mid-February planting) in 1976 and 1977. The temperatures at night were below 10 °C for several weeks, whereas daytime temperatures were in most cases above 20 °C owing to satisfactory sunlight levels. The 31 cultivars studied differed in quantity of pollen produced at normal and low temperatures. The same cultivars produced the most pollen at normal and low temperatures. Following low temperature treatment, there was a significant positive correlation between pollen quality and pollen quantity. The varictal ranking according to pollen quality was in good agreement with the ranking according to the fertilization ability of pollen formed at low temperatures (previously tested). These results open the way to the use of the aceto-carmine staining technique as a first step in testing the extent to which the different cultivars arc susceptible to low temperatures ; this technique probably gives a rather optimistic evaluation of the true fertilization ability of the pollen. Among the cultivars which are least susceptible to low temperatures, two groups can be separated according to their origin. Cultivars of the first group originate from crosses involving Lycopersicon pimpinellifolium, while those of the second group are of the « Marmande » type. The quantity and quality of pollen produced by 2 F1 hybrids was compared with the values obtained for their parental lines.

L’étude a porté sur 10 variétés pour juger de leur aptitude à la parthénocarpie naturelle, ainsi que sur une variété témoin non parthénocarpique, « Monalbo ». Quatre essais ont été réalisés en culture de printemps sous serre verre chauffée, avec floraison en mars-avril. Deux traitements ont été appliqués : d’une part castration des fleurs, non suivie de pollinisation ; d’autre part pollinisation, soit manuelle après castration, soit naturelle sans castration. On a effectué l’étude comparée des pourcentages de nouaison et des poids des fruits à la suite des 2 types de traitements, l’étude de la corrélation entre le poids des fruits et leur nombre de graines à la suite des traitements avec pollinisation, ainsi que des observations sur la précocité et la rapidité du grossissement parthénocarpique de l’ovaire à la suite du traitement sans pollinisation, et enfin des observations sur l’aspect extérieur des fruits. Ces critères ont permis de classer les variétés selon leur aptitude à la parthénocarpie : - Aptitude marquée à la parthénocarpie : « Severianin », « Montfavet 191 » et « 75/59 ». - Aptitude relativement limitée à la parthénocarpie : « Pridneprovskij », « Earlinorth », « Parteno », « Oregon T 5-4 », « Lyconorma » et « Lycoprea ». - Aptitude nulle ou quasi nulle à la parthénocarpie : « Sub-Arctic Plenty » et « Monalbo »., Ten varieties were studied in order to estimate their capacity for natural parthenocarpy, in comparison with a control variety, « Monalbo », which is not parthenocarpic. Four experiments were carried out in spring cultivation under a heated glasshouse, the flowering taking place in March and April. Two treatments were used : on the one hand, emasculation of the flowers, not followed by pollination ; on the other hand, pollination, either hand pollination after emasculation, or open pollination without emasculation. Comparisons were made between the percentages of fruit set and the average fruit weights for the 2 treatments ; the correlation between the fruit weight and the number of seeds was calculated for the treatments with pollination ; observations were made on the earliness and the speed of parthenocarpic development of the ovary for the treatment without pollination, and on the external appearance of the fruits. These criteria were used to classify the varieties according to their capacity for parthenocarpy : - marked capacity for parthenocarpy : "Severianin", "Montfavet 191" and "75/59" ; - relatively limited capacity for parthenocarpy : "Pridneprovskij", "Earlinorth", "Parteno", "Oregon T 5-4", "Lyconorma" and "Lycoprea" ; - little or no capacity for parthenocarpy : "Sub-Arctic Plenty" and "Monalbo".

National audience; This study was concerned with the agronomic performances and the physicochemical characteristics of fruits of 3 tomato varietal types, and the parthenocarpic lines, isogenic except for the pat-2 gene for parthenocarpy, of these varietal types, in spring cultivation under a plastic house, with very little heating. The varieties reacted in a different manner to the introduction of the pat-2 gene. For example, the parthenocarpic line of "Apedice" was much less vigorous than the normal line. The total yield of the parthenocarpic lines was less than that of the normal lines in the case of "Apedice" and "Monalbo". This was not due to a reduction in fruit number (the number of fruit set by the parthenocarpic lines was equal or higher), but to a reduction in fruit weight. As a general rule, earliness was improved in parthenocarpic material. It was possible to compare the physicochemical characteristics of seedless fruits from the parthenocarpic lines and seeded fruits from the control lines. However, after vibration of the inflorescences, there were only very few seeded fruits in the parthenocarpic lines of "Monalbo" and "Porphyre", so it was not possible to compare seedless and seeded fruits from the same parthenocarpic lines. In the parthenocarpic line of "Apédice", seeded fruits appeared around the same date, whether the inflorescences were vibrated or not ; in this varietal type, it was possible to compare the physical characteristics of seeded and seedless fruits from the parthenocarpic line. The fruits from the parthenocarpic versions were appreciably less firm than the controls. In "Apedice", the seedless fruits from the parthenocarpic line were less heavy and less firm than the seeded fruits from the same line. In the parthenocarpic lines in the 3 varietal types, the red colour of the fruit flesh was more intense than the colour of the fruits from the corresponding controls ; the gel inside the locules was more green in the parthenocarpic lines of "Monalbo" and Porphyre, more red in "Apedice". As regards the chemical properties of the fruits, the parthenocarpic lines were characterized by : titratable acidity, citric/malic ratio, conductivity lower in general ; citric acidity lower in all the cases tested ; dry matter contents identical or lower ; lycopene and carotene contents higher in some varietal types ; vitamin C contents possibly lower. No clear tendency was observed for the other characteristics analyzed : malic acid content, pH, refractive index, reducing sugars. These results, which call for additional experimentation in different culture conditions with diversified plant material (in particular with varietal types for processing), allow here and now to draw the attention of the breeder to the characteristics modified by the pat-2 gene, in order to make use of the advantages of natural parthenocarpy (fruit setting and earliness improved at low temperatures), and to minimize or to eliminate, by the choice of appropriate plant material, the less favorable characteristics that could be associated with it.; Cette étude porte sur les performances agronomiques et les caractéristiques physico-chimiques des fruits de 3 types variétaux de tomate et les versions parthénocarpiques, isogéniques, sauf pour le gène pat-2 de parthénocarpie, de ces types variétaux, en culture au printemps sous serre plastique très peu chauffée. Les variétés répondent de manière différente à l’introduction du gène pal-2. Ainsi, la version parthénocarpique de « Apédice » accuse un manque de vigueur important. Le rendement total des lignées parthénocarpiques est inférieur à celui des lignées normales dans le cas de « Apédice » et « Monalbo », ceci n’est pas dû à une diminution du nombre de fruits (le nombre de fruits noués est égal sinon supérieur chez les lignées parthénocarpiques), mais à une diminution du poids du fruit. D’une façon générale, la précocité est améliorée chez le matériel parthénocarpique. Les caractéristiques physico-chimiques des fruits ont pu être comparées entre fruits sans graines des versions parthénocarpiques et fruits avec graines des témoins normaux ; la vibration des inflorescences n’a entraîné que très peu de fruits avec graines chez les lignées parthénocarpiques de « Monalbo » et « Porphyre », de telle sorte qu’il n’a pas été possible de comparer les fruits avec ou sans graines issus de la même lignée parthénocarpique. Chez « Apédice » parthénocarpique, les fruits avec graines sont apparus aux alentours de la même date, que les inflorescences aient été vibrées ou non ; chez ce type variétal, les caractéristiques physiques des fruits avec et sans graines de la lignée parthénocarpique ont pu être comparés. Les fruits des versions parthénocarpiques sont sensiblement moins fermes que les témoins. Chez « Apédice », les fruits sans graines de la lignée parthénocarpique sont moins lourds et moins fermes que les fruits avec graines de la même lignée. Chez les lignées parthénocarpiques des 3 types variétaux, la chair des fruits est plus rouge que chez les fruits des témoins correspondants : le gel à l’intérieur des loges est plus vert chez « Monalbo » et « Porphyre » parthénocarpiques, plus rouge chez Apédice parthénocarpique. Au niveau des caractéristiques chimiques des fruits, les lignées parthéiiocarpiques se distinguent, par rapport aux lignées témoins, par : - une acidité titrable, un rapport citrique/malique, une conductivité moins élevés en général, - une acidité citrique moins élevée dans tous lés cas testés, - une teneur en matière sèche identique ou inférieure, - des teneurs en lycopène et en carotène plus élevées chez certains types variétaux, - une teneur en vitamine C peut-être inférieure. Aucune tendance nette ne se dégage pour les autres critères analysés, à savoir la teneur en acide malique, le pH, l’indice de réfraction, les sucres réducteurs. Ces résultats, qui demanderaient à être précisés dans d’autres conditions de culture, et avec un matériel végétal diversifié (en particulier des types variétaux destinés à l’industrie), permettent d’ores et déjà d’attirer l’attention du sélectionneur sur les caractéristiques modifiées par le gène pat-2, de façon à tirer profit des avantages de l’aptitude à la parthénocarpie naturelle (mise à fruits et précocité améliorées à basses températures), tout en minimisant ou en éliminant, par le choix de géniteurs appropriés, les caractéristiques moins favorables qui lui seraient associées.

Document interne;* INRA, Centre de Recherche d'Avignon, URD, Domaine St Paul, Montfavet (FRA) Diffusion du document : INRA, Centre de Recherche d'Avignon, URD, Domaine St Paul, Montfavet (FRA); National audience