La diversité biologique, en constante évolution, se caractérise par différents niveaux d’organisation : écosystèmes, espèces, populations (variétés ou races), et individus. Au sein des espèces, chaque individu a des caractéristiques génétiques différentes. Ces individus sont souvent regroupés au sein de variétés qui ont des potentialités génétiques différenciées.
Depuis les débuts de l’agriculture, l’homme puise dans la diversité du vivant et crée des variétés adaptées à ses besoins. La biodiversité est donc un patrimoine précieux pour l’agriculture. Des dispositifs de conservation et de gestion de la biodiversité (Bureau des Ressources Génétiques par exemple) existent pour transmettre aux générations toutes ces variétés. En ce qui concerne les céréales à paille, le Centre de ressources biologiques des céréales à pailles de l’INRA, situé à Clermont-Ferrand, regroupe les espèces majeures d’intérêt agronomique des genre Triticum (blé), Hordeum (orge), Secale (seigle), Avena (avoine) ainsi que leurs apparentées sauvages.
Les plantes cultivées sont issues des plantes sauvages. La domestication des céréales a été un élément fondateur des premières civilisations humaines, au sortir de la préhistoire, dans le croissant fertile. Les différentes espèces de blé sauvages (Triticum, Aegilops) ont subi des transformations au cours du temps, suite à l’action de l’homme et ont généré des espèces modernes par des évènements successifs de polyploïdisation, de croisements interspécifiques et de sélection progressive.
Le matériel héréditaire des plantes est constitué d’ADN, organisé en chromosomes inclus dans le noyau de chacune des celles de l’individu. Tout caractère héréditaire dépend de l’activité d’unités réparties sur la molécule d’ADN et appelées « gènes ». Chaque gène occupe une position définie sur un chromosome. Le nombre de chromosomes des cellules somatiques d’un individu (symbolisé par le paramètre 2n) est toujours un multiple d’un nombre de base (x), variable avec l’espèce. Chez bon nombre d’entre elles, les cellules de l’individu contiennent 2n=2x chromosomes, on dit qu’elles sont diploïdes. Mais il n’est pas rare chez les plantes cultivées qu’une espèce possède 3, 4 exemplaires ou plus du nombre de base (triploïde, tétraploïde…).
Les travaux de génétique contemporaine montrent que la génétique de la domestication des céréales est assez simple. En fait la domestication n’a même été possible que pour des espèces qui avaient des dispositions génétiques ou reproductives favorisant le maintien d’un type cultivé. Parce qu’elles possédaient des particularités génétiques simples préexistantes et que celles-ci ont été mises à profit par des pratiques agronomiques simples également. Par exemple : caractères agronomiques intéressants avec 2 versions possibles seulement d’un même gène, ou encore regroupement des gènes favorables sur le même chromosome (ce qui implique que c’est plus facile à sélectionner), ou encore particularités reproductives. Pour donner des exemples concrets de caractères « favorables » chez une céréale comme le mil : arrivée à maturité de tous les épis en même temps, absence de soies, grain plus gros, autofécondation…
Les blés cultivés aujourd’hui appartiennent à 4 espèces du genre Triticum :
Tricitum monococcum qui est diploïde (2n+14)
T. turgidum et T. timopheevi qui sont tétraploïdes (2n=28)
T. aestivum qui est hexaploïde (2n=42)
Des 4 espèces, T. aestivum est la plus importante économiquement avec la plupart des variétés de type blé tendre, adaptées à des conditions naturelles variées. T. turgidum est également très cultivée (variétés de blés durs) et est plus adaptée à des climats secs.
Les méthodes de sélection et de croisement pour le blé :
Un premier stade : la sélection à partir des populations naturelles
Les populations naturelles ou variétés de pays sont un mélange de types ayant un certain nombre de caractères communs du fait de la sélection naturelle exercée par le climat, par exemple précocité pour les populations du sud de la France ou résistance au froid pour celles de l’est.
Les agriculteurs sélectionneurs ont dans un premier temps utilisé ces populations comme base de travail en appliquant deux types de sélection :
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La sélection massale : ils choisissent dans la population les plus beaux épis qui correspondent le mieux au type qu’ils recherchent et les multiplient pour en faire des semences
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La sélection généalogique : c’est un perfectionnement de la sélection massale : au lieu de multiplier de suite en mélange les plus beaux épis on cultive séparément chaque épi, on suit sa descendance pendant plusieurs années, on ne garde que les meilleures lignées, les mieux adaptées au climat local.
Une seconde étape : la sélection après hybridation
La sélection moderne a véritablement débuté dans les années 1880 avec les premières variétés issues de croisements. Les populations de pays sont progressivement remplacées par les nouvelles variétés obtenues par des agriculteurs sélectionneurs qui deviennent par la suite sélectionneurs.
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Le choix des géniteurs : aucune variété n’étant parfaite on va choisir parmi les ressources génétiques disponibles celles qui pourront corriger ses défauts et essayer de regrouper dans un même individu les qualités des parents en effectuant une ou plusieurs hybridations (hybride simple avec deux parents, trois voies avec trois, ou double avec quatre)
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Réalisation de l’hybridation : (a) l’épi de la variété choisie comme femelle est castré : on garde le deux fleurs les plus développées par épillets, on coupe à mi-hauteur les glumes et on arrache les trois étamines de chaque fleur avant leur maturité. L’épi est ensuite placé sous un sachet; (b) puis vient l'étape de la pollinisation : chaque fleur castrée est pollinisée par le pollen de trois épis de la variété choisie comme mâle. Le croisement est étiqueté et placé de nouveau sous un sachet.
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La sélection généalogique : (a) les grains obtenus (F1) sont semés sur une ligne de pépinière : pour un hybride simple les plantes sont homogènes; (b) les plantes récoltées (F2) sont semées en mélange et constitue la population de départ. C’est à partir de cette génération que les différences vont apparaître entre les plantes (disjonction des caractères). Le travail du sélectionneur va consister à repérer les plantes qui combinent les caractères favorables des deux parents (résistance au froid, aux maladies, à la verse). La descendance de chaque plante F2 sélectionnée constitue une lignée qui l’année suivante donnera une famille; (c) chaque famille sera sélectionnée pendant plusieurs années (F3 à F8) sur des critères d’homogénéité, de résistance aux maladies, de qualité, de productivité (au niveau local puis national), par rapport à des témoins officiels qui sont les variétés les plus cultivées. Lorsque la lignée révèle un bon potentiel sur plusieurs années et est bien fixée elle est déposée au catalogue pour être inscrite et commercialisée. D’autres méthodes peuvent être utilisées dans les premières années de sélection : (1) la sélection en bulks : on laisse évoluer la population F2 de départ en mélange pendant 4 à 5 année sous une pression de sélection dirigée (contamination artificielle de maladies par ex) puis on choisi parmi les plantes résistantes celles qui rejoindront le cycle de sélection généalogique classique; (2) la sélection par haplo diplo méthode par la production d’haploïdes de blé in vitro que l’on double à la colchicine ensuite pour obtenir des plantes fertiles. Cette méthode permet d’obtenir des lignées fixées plus rapidement (on peut gagner 2 à 3 années par rapport à une sélection classique) par contre le coût financier est important et le nombre de croisements étudié limité.
Un exemple de sélection : la nouvelle variété de blé panifiable co-obtenue à Dijon
Une nouvelle obtention INRA, Koreli, variété de blé tendre d’hiver panifiable, vient d’être inscrite au catalogue français en juillet 2006. Elle est le résultat d’un travail collectif de près de douze années des équipes de l’INRA. Alliant productivité et qualités technologiques (poids spécifique très élevé, bonne qualité boulangère), avec un excellent état sanitaire, Koreli est une variété destinée à satisfaire les besoins des agriculteurs grâce à son haut niveau de performance, et s’inscrit parfaitement dans une démarche d’agriculture durable.
Le croisement de départ a été effectué par l’unité INRA de Clermont-Ferrand en 1995 et distribué aux différents membres du groupe céréales (Clermont-Ferrand, Dijon, Le Moulon, Rennes) pour une sélection multilocale. Il s’agit d’un croisement entre 4 parents (hybride double) :
- une lignée très résistante ou tolérante aux principales maladies (oïdium, septorioses, fusariose, rouilles et piétin verse),
- une lignée productive et de bonne qualité boulangère,
- une lignée ayant une bonne tolérance aux maladies, au froid, une bonne productivité et qualité boulangère,
- une variété, Orqual, productive et de bonne qualité boulangère.
Dans les descendances de ce croisement l’unité INRA de Dijon a sélectionné, sur des critères de résistance au froid et aux maladies en 1996, une vingtaine de plantes pour ne retenir que 2 familles l’année suivante.
Une de ces 2 lignées mise en essai de rendement a donné, dans 3 lieux, des résultats très intéressants
Le travail de sélection a duré une douzaine d’années.
Parallèlement à ces essais, des tests technologiques ont été effectués par l’unité INRA de Clermont-Ferrand et des tests de panifications par l’unité INRA de Nantes. Les résultats de ces tests ont permis de classer la variété dans la catégorie des blés panifiables supérieurs, catégorie actuellement la plus demandée par le marché (90% des surfaces cultivées en France).
La variété Koreli, copyright Descamps, INRA
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