Plant – pollinator interactions : characterisation of pollen quality during its ontogenesis, its presentation and its transport on honey bee body in two cucurbitaceae
Interactions plante - pollinisateur : caractérisation de la qualité du pollen de deux cucurbitacées durant son ontogenèse, sa présentation et son transport sur le corps de l'abeille domestique
Résumé
For many flowering plant species cross pollination is necessary to ensure reproductive success. Most of these plants have evolved to encourage insect pollination which is mainly carried out by bees. Such is the case of plants in the Cucurbitaceae family, including the cantaloupe (Cucumis melo L.), an important crop of the South of France, and squirting cucumber (Ecballium elaterium (L.) A. Rich.), a wild plant restricted to the Mediterranean Basin, the two vegetal models used in this study. To better understand plant-pollinator relations, we proposed to characterise the interaction between Cucurbitaceae pollen and the honey bee (Apis mellifera L.) through pollen production, its presentation and its transport on the honey bee body. Our results showed that developmental anomalies took place during pollen ontogenesis in these species leading to 3% of the pollen grains produced to be empty. Moreover, we demonstrated that meiotic abnormalities in E. elaterium leading to the production of genetically abnormal pollen grains could be a source of autopolyploidy. At anthesis in C. melo, our results showed that pollen viability decreased to 30% when pollen was exposed to environmental conditions, then remained stable during the period of anthesis.The ability for pollen to germinate was completed just before anthesis then decreased to 12% at the end of anthesis. We determined that viability and germinability of cantaloupe pollen carried on the honey bee body can be enhanced or decreased according to which specific honey bee biochemical compounds were detected.
Chez de nombreuses Angiospermes, la pollinisation croisée est nécessaire pour le succès de la reproduction. La plupart de ces plantes ont évolué afin de favoriser la pollinisation entomophile, principalement assurée par les abeilles. C’est le cas des Cucurbitacées, dont le melon (Cucumis melo L.), importante culture du sud de la France et le concombre d’âne (Ecballium elaterium (L.) A. Rich.) plante spontanée endémique du bassin méditerranéen, les deux modèles de cette étude. Afin de mieux comprendre les relations plante-pollinisateur,nous avons choisi de caractériser le couple pollen de Cucurbitacées/abeille domestique (Apis mellifera L.) à travers la production de pollen, sa présentation sur la fleur et son transport sur l’abeille. Nous avons montré que, chez ces plantes, l’ontogenèse du pollen s’accompagne d’erreurs développementales conduisant à la formation de près de 3% de grains de pollen vides. De plus, nous avons mis en évidence que chez E. elaterium, des erreurs méiotiques entraînaient la formation de grains de pollen génétiquement anormaux qui pourraient être source d’autopolyploïdie. Chez C. melo, nos résultats ont révélé que la mise en contact du pollen avec le milieu environnant entraîne une baisse de 30% de sa viabilité, mais que celle-ci reste stable jusqu’à la fin de l’anthèse. L’aptitude à germer, quant à elle, finit d’être acquise juste avant anthèse et décroît de 12% en fin de période d’anthèse. Nous avons montré que le pollen de C. melo transporté sur le corps de l’abeille pouvait soit avoir une viabilité et une aptitude à germer préservée, probablement par protection contre la déshydratation, soit perdre quasi-totalement sa viabilité et son aptitude à germer. Enfin, nous avons détecté des composés biochimiques spécifiques des abeilles protégeant ou diminuant la qualité reproductrice du pollen.