L’évolution génétique du blé tendre en quatre actes
France
July 21, 2021
Aubry LAURENT (ARVALIS – Institut du végétal)
Sarah WAGON (Yvoir.fr)
Le blé tendre (Triticum aestivum) arrive en France il y a 6000 ans. Cette céréale a d’abord été domestiquée dans le « croissant fertile » (actuels Liban, Syrie, sud de la Turquie), avant de se diffuser sur divers territoires, dont la Gaule. Là, elle a continué son évolution, que ce soit par l’apport de nouveaux flux génétiques ou par des pressions de sélections. Ce processus s’est accéléré avec les premiers pas de la sélection moderne au XIXe siècle.
Acte I : des flux génétiques qui s’acclimatent au terroir français
L’arrivée du blé tendre en France est suivie de plusieurs enrichissements génétiques, notamment avec les colons grecs, qui installent des comptoirs commerciaux sur la côte Sud (1000 avant J-C), puis avec l’invasion de la Gaule par les romains (52 av J-C)… Après la chute de Rome et durant toute l’époque mérovingienne, il n’y a plus de nouveaux flux. Sur cette période, le blé s’adapte localement, ce qui aboutit à la naissance des blés de population en France. Dans un même champ, les plants de blé présentent entre eux une diversité génétique et morphologique. Ensemble, ils composent une population particulièrement bien adaptée à leur terroir.
Il faut attendre 1840 pour avoir de nouveaux flux génétiques. D’Ukraine sont importés des blés aux propriétés intéressantes pour la panification mais sensibles aux maladies et à la verse. Ils s’adaptent si bien au climat du sud-ouest de la France qu’ils sont également dénommés « blés aquitains ». Par la suite, ils seront aussi cultivés de façon significative en Brie et en Beauce, grâce à leur diffusion par le marquis de Noé. L’un d’eux est d’ailleurs appelé « blé de Noé ».
A la même période, des blés anglais arrivent dans le nord de la France. Ceux-ci ont une meilleure productivité et une plus grande résistance aux maladies que les blés aquitains. En revanche, leurs qualités meunières sont médiocres.
Acte II : les premiers pas de la sélection dirigée
Jusqu’ici, la sélection se résumait à ressemer les graines des céréales qui avaient les meilleures caractéristiques dans une population : c’est ce qu’on appelle la sélection massale. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, les Vilmorin sont les premiers à réaliser de la sélection dirigée par hybridation entre deux variétés pour essayer d’associer en une seule les avantages des deux parents.
Henry de Vilmorin remarque rapidement la complémentarité des variétés de populations adaptées localement, des blés aquitains aux qualités meunières intéressantes, et des blés anglais caractérisés par une meilleure productivité et une meilleure résistance aux maladies.
Après le croisement de deux variétés, la fixation généalogique, réalisée par autofécondation sur plusieurs générations successives, permet d’avoir des lignées pures, c’est-à-dire des variétés dont les caractéristiques sont stables d’une génération à l’autre : une lignée pure et sa descendance par autofécondation possèdent la même information génétique.
« Dattel » (1883) est la première variété obtenue par cette méthode. Suivront tout une série de blés sélectionnés par Henry de Vilmorin. C’est un tel succès que certains agriculteurs commencent aussi à pratiquer la sélection dirigée. Celle-ci sera particulièrement active dans le bassin parisien et dans le bassin du Pévèle, au sud de Lille, et donnera naissance à de nombreux établissements.
Acte III : réintroduire de la variabilité génétique pour stabiliser les rendements
Cependant, toutes ces sélections utilisent le même fond génétique. Charles Crépin et Emile Schribaux tirent la sonnette d’alarme ! Il faut réintroduire de la variabilité pour gagner en rendements et améliorer la tolérance aux aléas climatiques et aux maladies. A cette fin, des variétés provenant d’autres zones géographiques sont introduites dans les processus de sélection. La transition se fait avec la variété « Etoile de Choisy », inscrite en 1950 : l’apport de la variété italienne « Ardito » lui confère une plus grande précocité, à l’origine d’une diminution des risques d’accident de culture en fin de cycle.
Ceci ouvre la voie à l’amélioration de diverses caractéristiques agronomiques et technologiques. Par exemple, des variétés canadiennes sont utilisées pour leurs qualités boulangères, donnant des nouveautés comme « Champlein » (1959).
Grâce à un parent américain, « Hardi » (1969) présente une bonne résistance aux maladies. Des gènes de nanisme de variétés japonaises participent à l’amélioration du ratio grain/paille. « Courtot » (1974) est la première variété demi-naine ainsi obtenue. Tout ceci correspond uniquement à des croisements entre différentes variétés d’une même espèce, le blé tendre.
Un autre moyen de ramener de la variabilité est d’utiliser non plus des variétés d’autres régions du monde, mais de réaliser des croisements avec des plantes apparentées au blé tendre, comme le Triticum timopheevi. « Maris Huntsman » (1973), qui possède un gène de résistance à l’oïdium, est le résultat d’un de ces croisements. D’autres variétés, tel que « Roazon » (1976), ont également acquis une meilleure résistance aux maladies grâce aux apports des espèces apparentées.
Acte IV : de nouvelles méthodes accélèrent le progrès génétique
L’HAPLOMÉTHODE RACCOURCIT LE TEMPS D’OBTENTION DE LIGNÉES PURES
Classiquement, l’obtention de lignées pures s’appuie sur l’autofécondation de plusieurs générations successives. L’haplométhode court-circuite ce processus. Cette méthode s’appuie sur l’utilisation de cellules naturellement haploïdes, c’est-à-dire possédant une seule version de chaque chromosome du génome (et non des paires). Ce type de cellules se trouve dans les pièces florales des céréales.
Ainsi, les anthères, qui contiennent le pollen, de variétés intéressantes génétiquement, sont cultivées in vitro sur un milieu gélosé. Le développement de cellules particulières aboutit à la formation de plantes viables mais non aptes à la fécondation car elles possèdent moitié moins de chromosomes. Grâce à une molécule, la colchicine, le nombre de chromosomes est doublé par « copier-coller ». Désormais, non seulement la fécondation est possible mais l’autofécondation donne des individus possédant la même information génétique que le parent. « Florin », inscrite en 1985, est la première variété issue de cette technique.
L’HYBRIDATION, SOURCE DE VIGUEUR PAR CROISEMENT DE DEUX LIGNÉES PURES
« Courtel », « Jade », « Monza » et « Mesnil » sont les premiers hybrides de blé tendre, inscrits entre 1985 et 1987. Contrairement aux lignées pures, ces plantes perdent leur intérêt une fois ressemées : toutes les caractéristiques de la plante ne sont pas transmises à sa descendance. Mais ce qui est recherché ici, c’est l’effet d’hétérosis : les individus issus de l’hybridation ont une vigueur supérieure à celle de leurs deux parents, grâce à l’association des génomes les plus différents possibles.
L’obtention de ces hybrides peut être réalisée à grande échelle. Pour s’assurer du croisement entre les deux variétés préalablement choisies, l’une d’elle, celle dont les grains seront récoltés, est castrée à l’aide d’un agent chimique. Le pollen de l’autre variété, qui est cultivée à côté, féconde les fleurs femelles de la première sans risque d’autofécondation.
Dans cette technique, la fixation généalogique, qui permet d’obtenir des lignées pures, est réalisée avant le croisement : elle concerne chacune des variétés à croiser. De cette manière, les hybrides sont homogènes entre eux. C’est l’inverse de la sélection dirigée pour laquelle le croisement précédait la fixation.
La recherche variétale ne s’arrête pas là. De nouvelles méthodes ont encore été développées par la suite et continuent de l’être aujourd’hui. L’identification d’un nombre grandissant de gènes d’intérêt, associée aux outils de lecture du génome, offrent aux obtenteurs la possibilité de sélectionner plus efficacement les variétés porteuses de caractéristiques recherchées. Le phénotypage haut débit permettant de caractériser plus rapidement les variétés à l’aide de capteurs vient compléter les outils du sélectionneur. Les défis à relever ne manquent pas : faire progresser la production, s’adapter au changement climatique, prendre de l’avance sur les contournements de résistances aux maladies, répondre à la diversité des pratiques agricoles et proposer des variétés toujours mieux adaptées aux différents débouchés…
Pour en savoir plus, retrouvez une vidéo tournée aux Culturales 2021 « La sélection variétale : moteur du progrès génétique en blé tendre »
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