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Agrocampus Ouest, Angers 9 e édition 16 & 17 Janvier 2017

Communications

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Session #05 : Diversité et création variétale

Animateur(s) : Emmanuel GEOFFRIAU (Agrocampus Ouest) / Philippe GALLOIS (ITEIPMAI)

Les nouveaux usages (services écosystémiques, multi-usages, produits dérivés…), les nouvelles segmentations produit (labels, goût, couleur, formes de consommation…) et les systèmes de production diversifiés (agriculture
biologique, bas intrants, urbaine…) conduisent à reconsidérer la valorisation de la diversité génétique, essentielle
à la création variétale. Plus en amont, les nouvelles approches de gestion et d’utilisation des ressources génétiques en pré-breeding et étude de caractères d’intérêt seront aussi abordées dans cette session.

Exposé introductif

La diversité génétique au coeur des activités de création variétale

Orateur(s) : Emmanuel Geoffriau1 & Philippe Gallois 2

1 IRHS, UMR INRA/Agrocampus Ouest/Université d’Angers, 42 rue Georges Morel, 49071 Angers, France

2 ITEIPMAI, Montboucher-sur-Jabron

Illustration de la conférence

La diversité génétique est la base de la création variétale et permet ainsi de répondre aux enjeux sociétaux et professionnels actuels ou à venir. La notion de ressources génétiques et leur reconnaissance ont évolué au cours du temps suivant les considérations d’utilisation et les évolutions réglementaires. La diversité génétique disponible est globalement sous-exploitée, et l’élargissement de la base génétique est aujourd’hui un enjeu pour l’amélioration de certaines espèces cultivées. Les perspectives économiques, les nouvelles approches de génétique mais aussi les nouveaux usages et systèmes de production amènent à reconsidérer la diversité génétique tout en incluant les différents porteurs d’enjeux. 

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Lundi 16 janvier : Matin

Thème : Gestion des ressources génétiques et pre-breeding

Communications orales

Coordination nationale de la conservation des ressources phytogénétiques d’espèces cultivées et de leurs
apparentées sauvages

Orateur(s) : Audrey Didier

GEVES, Beaucouzé

Illustration de la conférence

Une grande diversité d’acteurs s’investit, en France, dans la conservation ex situ et in situ des ressources phytogénétiques (RPG) d’espèces cultivées avec des objectifs touchant à la fois à des aspects de recherches, d’innovations variétales et de sauvegarde du patrimoine local. Ces acteurs institutionnels, territoriaux, d’entreprises privés, associatifs, agricoles, sont plus ou moins bien structurés en réseaux de conservation. Parallèlement, certaines Ressources PhytoGénétiques d’espèces cultivées sont également « orphelines » de réseau ou de collection. Fort de ce constat et dans le but d’accompagner l’utilisation des ressources génétiques dans les nouvelles formes d’agriculture (nouveaux itinéraires culturaux, nouveaux usages, segmentation poussée, …), une structure de coordination nationale placée au sein du GEVES et une Section CTPS spécifique des RPG ont été créées en 2016 à l’initiative du Ministère de l’Agriculture. Leurs missions interconnectées se développent suivant trois grands axes : tout d’abord, l’apport d’un appui aux gestionnaires et aux collections existantes en leur donnant à la fois une reconnaissance officielle et en leur mettant à disposition un espace d’échange autour de leurs problématiques ; ensuite la recherche de partenaires pour la mise en place de schémas de mise à disposition des espèces orphelines ; enfin la contribution au positionnement de la France au niveau européen (ECPGR) et international (TIRPAA, Nagoya). La structuration et l’animation de la conservation des ressources phytogénétiques en France permettra d’établir des liens entre des sujets transversaux tels que la réglementation sur l’inscription des variétés, les systèmes de protection existants, le respect des bénéfices et des avantages impactant la conservation, la mise à disposition et la valorisation des RPG d’espèces cultivées.

GEVES : Groupe d’Etude et de contrôle des Variétés Et des Semences
CTPS : Comité Technique Permanent de la Sélection
ECPGR : European Cooperative Programme for Plant Genetic Resources
TIRPAA : Traité International sur les Ressources Phytogénétiques pour l’Alimentation et l’Agriculture

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La sélection amont chez Limagrain Vegetable Seeds

Orateur(s) : Julien Sacré

Limagrain Vegetable Seeds, Centre de recherche de Vilmorin La Costière, 30210 LEDENON, France

 Pour une entreprise semencière, les ressources génétiques acquises et maintenues au cours de plusieurs décennies de création variétale constituent la base du développement de solutions innovantes destinées à l’amélioration des productions végétales et à leur valorisation. Dans un environnement de plus en plus concurrentiel où l’innovation joue un rôle majeur, Limagrain Vegetable Seeds, a décidé d’intensifier significativement ses efforts dédiés à l’étude et à l’utilisation des ressources génétiques dans son processus de création variétale. Ceci s’est traduit par la création d’équipes de sélection spécifiques ayant pour missions l’enrichissement, l’optimisation, la conservation et la valorisation de nos collections afin d’intensifier la préparation des innovations de demain et cela en lien étroit avec les équipes de sélection.
Dans un contexte légal international récemment renforcé, la priorité a été d’inventorier, de classer et d’organiser les ressources génétiques internes de l’entreprise en y associant la base documentaire réglementaire nécessaire. Cette démarche s’inscrit dans un processus qualité ayant pour objectif de pérenniser la disponibilité et l’utilisation de ces ressources.
L’accès à une base génétique large est rendu possible grâce aux collections internes constituées et enrichies depuis l’origine des programmes de sélection et à l’existence de banques de gènes au niveau international. Une participation active dans les différents réseaux nationaux et la participation à des missions de collectes en collaboration avec des banques de gènes ont également permis de découvrir et de rendre accessible de nouvelles ressources génétiques.
La caractérisation du matériel génétique à l’aide, d’une part, d’une description phénotypique systématique et, d’autre part, des différents outils disponibles comme l’analyse d’images, le marquage moléculaire ou la phytopathologie nous permet d’optimiser la valorisation des ressources génétiques et la recherche de nouveaux caractères.
Le matériel génétique ainsi caractérisé est ensuite utilisé comme source de nouveaux caractères. Des populations de cartographies et d’introgressions sont réalisées pour estimer la variabilité, l’héritabilité, les liaisons défavorables et à élucider le déterminisme génétique du caractère. Des protocoles de phénotypage et des marqueurs moléculaires sont développés pour assurer le suivi des caractères dans le matériel élite et ainsi préparer au mieux leur transfert vers les équipes de sélection.

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Stratégie de conservation : la génétique seul critère déterminant ? Réflexions autour de la constitution de collections-noyau de rosiers

Orateur(s) : Alix Pernet1

Co-auteur(s) :

Oghina-Pavie C.2, Grapin A.1, Marie-Magdelaine J.

1 IRHS, UMR INRA/Agrocampus Ouest/Université d’Angers, 42 rue Georges Morel, 49071 Angers, France
2 Université d'Angers , Centre de Recherches Historiques de l'Ouest CERHIO, Angers

Illustration de la conférence

La pérennisation de la conservation des ressources génétiques cultivées est une problématique majeure pour bon nombre de gestionnaires de collections dont la mission est de conserver, caractériser et diffuser ces ressources. En effet, espace de conservation, moyens financiers et humains sont limités. Pour y remédier, la première voie est celle de la mise en réseau des collections d’une même espèce ou d’un même groupe d’espèces, voie promue par l’ex-bureau national des ressources génétiques et toujours d’actualité. Cette voie permet de mutualiser les efforts et ainsi de sécuriser la conservation d’un grand nombre d’accessions. Une autre voie complémentaire consiste à mettre en œuvre le concept de « core-collection » ou collection-noyau en français (Brown, 1989). Il s’agit de déterminer, à partir de l’ensemble des ressources génétiques conservées, un sous-ensemble d’accessions représentant au mieux la diversité totale présente dans la collection. Sur ce sous-ensemble seront portés les efforts de caractérisation, et éventuellement de conservation à long terme, via par exemple une stratégie de cryoconservation.
Toute la question est de savoir comment déterminer ce sous-ensemble. Il existe diverses stratégies qui peuvent être mises en œuvre à partir de différents types de données. L’élaboration des collections-noyaux a, jusqu’à présent, majoritairement été faite à partir de données génétiques (caractérisation moléculaire) et/ou de données phénotypiques (différents caractères, avec une variation qualitative ou quantitative). Pour les collectionneurs de rosier, d’autres types de données sont particulièrement importants : les données de nature historique, ainsi que des données permettant une approche de la valeur patrimoniale de chaque variété.
En prenant comme modèle d’étude le rosier, nous présenterons la constitution de différentes collections-noyau prenant en compte ou non les différents types de données, à partir de différentes stratégies. Ces collections seront comparées par différentes méthodes. Nous discuterons de l’intérêt respectif des différents types de données pour la constitution des collections-noyaux en fonction des objectifs visés.
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L’utilisation des ressources génétiques en génétique d’association : cas du déterminisme des caroténoïdes chez
la carotte

Orateur(s) : Emmanuel Geoffriau

IRHS, UMR INRA/Agrocampus Ouest/Université d’Angers, 42 rue Georges Morel, 49071 Angers, France

Illustration de la conférence

L’étude des caractères par les approches de génétique d’association a conduit à un renouveau d’intérêt pour les ressources génétiques. Ces approches reposent en effet sur des panels diversifiés de matériel végétal qui peuvent être des ensembles d’accessions ou des populations créées pour favoriser les recombinaisons. La structuration génétique du panel et le déséquilibre de liaison sont deux critères importants à prendre en compte. Ces approches ont été mises en œuvre sur les espèces légumières et fruitières. En particulier, un panel structuré de lignées et une population déstructurée ont été comparés dans une approche de génétique d’association gènes-candidats pour l’identification des facteurs génétiques impliqués dans l’accumulation des caroténoïdes dans la racine de carotte, en lien avec sa couleur. Les résultats montrent l’implication de plusieurs gènes de la voie de biosynthèse des caroténoïdes et la complémentarité des panels utilisés.

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Le côté obscur du génome et son potentiel en amélioration des plantes

Orateur(s) : Michael Thieme

Co-auteur(s) :

Michael Thieme 1, Sophie Lanciano 2, Marie Mirouze 2 & Etienne Bucher 3

1 Botanical Institute, Zürich-Basel Plant Science Center, University of Basel, Switzerland
2 Institut de Recherche pour le Développement, UMR232 DIADE Diversité Adaptation et Développement des Plantes, Université Montpellier 2, France
3 IRHS, INRA, Université d’Angers, SFR 4207 QuaSaV, 49071, Beaucouzé, France

Illustration de la conférence

 L’accélération du réchauffement climatique renforce la pression sur nos plantes cultivées. Il est donc essentiel de développer de nouvelles méthodes pour rapidement améliorer les plantes pour qu’elles soient mieux adaptées à l’intensification des stress abiotiques et biotiques.
Il est intéressant de noter qu’il existe un lien clair entre les éléments transposables (ETs), l’amélioration des plantes et la diversité variétale. Plus récemment il a été reconnu que les ETs jouent un rôle important dans l’évolution et l’adaptation des plantes soumis à différents stress. Jusque-là, malheureusement, l’utilisation des ETs dans l’amélioration des plantes était quasiment impossible, car il n’était pas possible de contrôler leur mobilité. Récemment nous avons découvert un nouveau mécanisme qui réprime la mobilité des ETs chez une plante modèle (Arabidopsis). En même temps, à l’aide d’une molécule qui réprime ce mécanisme de manière spécifique, nous avons développé un traitement permettant de mobiliser les ETs à volonté. Parce que notre traitement affecte des protéines hautement conservées, nous avons aussi réussi de mobiliser des ETs chez le riz. On est donc pour la première fois capable de, en théorie, mobiliser des TEs dans n’importe quelle plante. Ceci nous permet d’observer les ETs en temps réel et de créer de la variabilité chez les plantes cultivées. Ce qui est très intéressant c’est que, en mobilisant de ETs par stress thermique et nos traitements, nous avons obtenus des plantes plus riches en ETs qui répondent à ce stress. A une haute fréquence, ces plantes étaient plus résistantes à des stresses thermiques.
Cette approche permet pour la première fois l’utilisation des ET pour l’amélioration des plantes et de faire rapidement évoluer une plante dans la direction voulue.

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Mardi 17 janvier : Matin

Thème : Valorisation de la diversité et enjeux de filières

Communications orales

Plantes de service : quels apports pour les producteurs et quelles possibilités d’amélioration génétique ?

Orateur(s) : François Villeneuve 1

Co-auteur(s) :

 Sébastien Picault 2

1- CTIFL, Centre de Lanxade, 28 route des Nébouts, 24130 Prigonrieux

2 - CTIFL, Centre de Carquefou,35 allée des Sapins, 44483 Carquefou

Illustration de la communication

 Dans le contexte actuel de mutation de l’agriculture, marqué par la réduction des moyens de protection issus de la chimie de synthèse, par la nécessité de mieux prendre en compte la protection de l’environnement et par une prise en compte plus forte des attentes sociétales, les plantes de service font l’objet d’un regain d’intérêt. Ces plantes, qui ne sont généralement pas valorisées économiquement, agissent sur le fonctionnement de l’agrosystème et apportent un service à la production :réduction du lessivage des éléments nutritifs, réduction de l’érosion, modification des équilibres biologiques dans le sol, intervention sur les populations de bioagresseurs ou encore maintien ou amplifications d’auxiliaires… Ces effets sont dus à des caractéristiques particulières de ces plantes liées à la concentration en certains composés (par ex. glucosinolates, composés soufrés…), à l’architecture du système racinaire, à la conformation spécifique… Par ailleurs, outre l’effet recherché, il est important de ne pas dégrader d’autres compartiments de l’agroécosystème comme sensibilité à des bioagresseurs pouvant attaquer les cultures suivantes, maintenir des populations de bioagresseurs, effets allélopathiques sur les cultures de rapport. Ce sont autant d’aspects que l’amélioration génétique doit prendre en compte, comme par exemple renforcer les effets bénéfiques, sélectionner des plantes rustiques ou résistantes, travailler à la durabilité de ces résistances (pyramidage des gènes)…

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Comment apporter de la diversité génétique dans le système de sélection clonale de la viticulture Française ?

Orateur(s) : Marion Sineux

Co-auteur(s) :

Olivier Zekri

Mercier Novatech, Laboratoire d'analyse de matériel végétal, Champ des Noëls 85770 Le-Gué-de-Velluire

Illustration de la conférence

La conservation et le développement de la diversité biologique chez la vigne se fait par la sélection de nouveaux clones pour chaque variété mais également via la sélection massale.
Le principe de la sélection massale est de prospecter des parcelles âgées, plantées avant l’apparition des clones, afin de sélectionner des souches présentant une diversité variétale intéressante. L’intérêt de cette méthode est de conserver la diversité des cépages et le patrimoine des vignobles tout en proposant des individus répondant à un ou plusieurs objectifs de sélection. Les critères de sélection sont corrélés aux objectifs économiques et qualitatifs des viticulteurs d’aujourd’hui et de demain.
Depuis 14 ans, le groupe Mercier et son équipe de R&D développe un programme de sélection Massale sanitaire appelé « UNIK® », après des observations réitérées sur au moins deux millésimes pour gommer l’effet de ce dernier, des plants sont sélectionnés et suivis sur une parcelle expérimentale. Les notations agronomiques et œnologique ainsi que le traitement des données permet d’identifier des individus aux qualités agronomiques et œnologiques supérieures, qui répondent aux attentes du viticulteur. Tous les individus sélectionnés subissent des analyses virologiques avant multiplication. En effet, pour qu’une sélection soit pérenne, il faut s’assurer de l’état sanitaire des souches mères pour éviter la contamination du matériel.
A l’issue du programme de sélection après 8 à 10 ans, nous proposons aux viticulteurs une sélection massale de plusieurs génotypes d’une même variété, multiplié et planté en mélange, pour préserver de la diversité tout en gardant des objectifs de production conformes aux attentes des viticulteurs.

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La gestion des ressources génétiques : un outil au coeur du dispositif de création variétale au service de la
filière PPAM

Orateur(s) : Agnès Le Men & Lucie Rivière

Conservatoire National des Plantes à Parfum, Médicinales et Aromatiques, Milly-la-Forêt

Illustration de la conférence

 Plus d’une centaine de plantes à parfum, médicinales et aromatiques (PPAM), sont cultivées en France, et des centaines d’autres constituent un potentiel de production sur notre territoire.
La filière PPAM présente plusieurs spécificités ; c’est une filière dynamique : +15% de SAU entre 2000 et 2010 contre -2% pour l’ensemble de l’agriculture, fortement tournée vers l’agriculture biologique, et dont les besoins sont très diversifiés et territorialisés.
Le réseau de recherche appliquée PPAM, constitué de quatre organismes, l’Iteipmai, le CRIEPPAM, le CNPMAI et la Chambre d’Agriculture de la Drôme, tend à répondre à ces besoins par l’acquisition de nouvelles ressources génétiques, la création variétale et la diffusion du matériel végétal directement auprès des producteurs.
Quelles sont les spécificités de la filière PPAM concernant la création variétale ?
Comment s’articule le travail entre le CNPMAI et les partenaires du Réseau pour mettre à disposition des professionnels de la filière PPAM un matériel végétal adapté à ses besoins ?
On choisira d’illustrer les réponses à ces questions par un exemple concret : celui du thym commun, qui s’inscrit dans le cadre d’un travail de partenariat entre les organismes de la filière depuis 2000.
Enfin on s’interrogera sur les perspectives offertes pour l’acquisition et de la valorisation des ressources génétiques dans le cadre de la récente loi sur la biodiversité (application des accords de Nagoya).

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Vers des nouveaux formats variétaux en culture de lavandin ?

Orateur(s) : Philippe Gallois

  ITEIPMAI, 26740 Montboucher-sur-Jabron

Illustration de la conférence

Cultivées sur près de 22000 ha, les productions de lavande et lavandin sont historiquement emblématiques de la Provence, et essentielles à l’économie régionale de par la production d’huile essentielle, de fleurs et bouquets, mais aussi de produits transformés (distilleries et produits élaborés) ; sans oublier l’économie liée du miel de lavande, et celle encore plus importante liée à sa dimension paysage dont la valorisation touristique s'amplifie.
Cependant, les lavanderaies sont menacées par le dépérissement et les aléas climatiques, et la pression de ces deux menaces est croissante. Dans le cas du lavandin, la culture quasi monoclonale (80 % des 17 000 ha de culture sont cultivés avec le clone Grosso) fait courir un risque sanitaire majeur pour cette culture.
Dans ce contexte, la création variétale et les travaux visant à disposer de matériel végétal tolérant au dépérissement, tout en maintenant des niveaux de productivité satisfaisant, est un levier de compétitivité pour les productions françaises. Elle se heurte, dans le cas du lavandin, aux difficultés inhérentes aux espèces hybrides, stériles. Un choix a été fait, dans le années 90, de privilégier la voie de création de clones sous formes triploïdes, issus d’un croisement de lavandin tétraploïde à la fertilité restauré avec de la lavande fine. Aujourd’hui, les réflexions visent à valoriser d’autres formats variétaux, notamment la forme tétraploide en envisageant des cultures de lavandins issues de semis.
Ce changement constituerait une véritable rupture avec les modes de culture traditionnelle, rupture qu’il conviendrait d’accompagner au mieux auprès de la profession lavandicole.

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GenoParfum : création de ressources moléculaires pour la mise en place de nouvelles stratégies de sélection
sur lavande et lavandin

Orateur(s) : Berline Fopa Fomeju

 VÉGÉPOLYS, 26 Rue Jean Dixmeras - 49000 Angers

Illustration de la conférence

La lavande et le lavandin sont des espèces d’importance économique et sociale qui contribuent au rayonnement de la France à l’international. Jusqu’à présent, les cultivars de lavande et de lavandin ont principalement été obtenus par sélection massale. Le développement d’outils moléculaires représente un saut technologique qui permettra notamment la mise en place de stratégies de sélection assistée par marqueurs (SAM).
Les objectifs du projet GénoParfum sont de (i) développer des séquences génomiques de références pour la lavande et le lavandin, (ii) de développer des marqueurs moléculaires de type SNP (Single Nucleotide Polymorphism) pour les deux espèces et (iii) d’analyser la diversité génétique de 15 cultivars et 24 populations de lavande afin d’évaluer la diversité disponible pour de futurs programmes de sélection.
L’assemblage de novo du RNA-seq du cultivar Maillette a permis de développer plus de 8000 séquences géniques de référence pour la lavande, associées à des protéines de fonctions connues. Les séquences de référence lavandin sont en cours de construction. Des dizaines de milliers de SNP ont été identifiés pour chacun des 15 cultivars. Les études préliminaires d’analyse de diversité génétique ont permis de mettre en évidence un niveau de polymorphisme et d’hétérozygotie élevé chez ces cultivars, résultats cohérent compte tenu de l’origine de ces variétés. Les analyses de structuration et de d’évaluation des distances génétiques entre ces cultivars sont en court et les résultats seront présentés lors du congrès. Le séquençage des 25 populations de lavande est également en cours et les données seront disponibles début 2017.
Ce projet illustre la possibilté de mener des études fines d’analyses génétiques sur des espèces orphelines grâce aux nouvelles technologies de séquençage.

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Lundi 16 janvier : 17h30-18h00 et Mardi 17 janvier : 11h00-11h30

Posters

Les posters feront également l'objet d'une présentation flash en 120 secondes le Lundi 16 janvier en fin de session.

Potentiel des cépages rares pour une nouvelle offre de vins en Région Centre-Val de Loire

Auteur(s) : Cécile Macé

Union pour les Ressources Génétiques du Centre – Institut Français de la Vigne et du Vin

Illustration de la conférence

Potentiel des cépages rares pour une nouvelle offre de vins en Région Centre-Val de Loire
Union pour les Ressources Génétiques du Centre – Institut Français de la Vigne et du Vin
Au cours du siècle dernier, la diversité des cépages dans les vignobles français s’est particulièrement érodée. Actuellement, de nombreux cépages ne sont plus ou seulement très peu cultivés : ce sont les cépages « rares » ou « modestes ». Or, outre leur rôle de réservoir de diversité génétique, ces cépages pourraient apporter des réponses à plusieurs problématiques du monde viticole actuel : réchauffement climatique, demandes nouvelles des consommateurs, mondialisation des principaux cépages… Une nouvelle dynamique de revalorisation de ces cépages est effectivement lancée au niveau national, en Corse, en Savoie, et également à l’international : Liban, Croatie, etc. Les vins issus de cépage rares se multiplient et attirent l’intérêt des consommateurs.
Les vignobles du Centre-Val de Loire possèdent également leurs cépages autochtones. Notre étude se donne pour objectif de mieux les connaître afin de pouvoir les valoriser. Elle se constitue d’un premier travail d’identification de ces cépages liés à la région par l’étude des archives historiques disponibles. Dans un second temps, nous réalisons, pour les cépages encore cultivés dans la région, un état des lieux de la situation de chacun (surfaces, vignerons impliqués, matériel disponible) et de leur potentiel de développement (caractéristiques agronomiques, potentiel œnologique, typicité…). Nous analysons également les freins qu’ils pourraient rencontrer.
Les résultats de l’étude serviront de base à la construction d’une seconde étude agronomique et œnologique plus poussée sur les plus intéressants d’entre eux. Elle aura pour but d’aboutir à l’apparition d’une offre nouvelle de vins de forte typicité, très liés à leur terroir, et qui pourraient trouver leur place sur ce marché émergent des vins de cépages rares.

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