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Dernière mise à jour : Mai 2021

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MoBiDiv

WP4 - Assembler, sélectionner et évaluer la diversité

Des méthodes génétiques et statistiques novatrices sont mises en œuvre pour permettre l’assemblage, la sélection et l’évaluation des mélanges, en intégrant leur inhérente complexité combinatoire, et afin de proposer des méthodes et schémas de sélection originaux.

WP leaders : Jacques DAVID (Institut Agro - Montpellier) & Timothée FLUTRE (GQE - Le Moulon)

Partenaires impliqués : GQE, AGAP, P3F, AGRONOMIE, IGEPP, AGIR

Objectifs :

Dans la majorité des cas depuis l’apparition de l’industrie semencière au XIXe siècle, les mélanges intra- et inter-spécifiques sont assemblés à partir de variétés sélectionnées pour leur performance en peuplement homogène (dit “pur”). Cependant, les travaux prévus dans le WP2 et le WP3 sont fondés sur des mécanismes impliquant les interactions plante-plante qui influent sur la performance des mélanges. Nous allons donc développer et évaluer des modèles de simulation et d’inférence tenant compte de ces interactions en les combinant à de nouvelles données obtenues dans des stations expérimentales ainsi que dans des réseaux d’agriculteurs. L’objectif principal est d’étudier comment l’assemblage d’une diversité de caractères, génotypes et régions génomiques peut aider à atteindre un bon rendement sans utilisation de pesticides. Nous évaluerons également la complémentarité des approches adaptées aux mélanges selon qu’elles sont utilisés dans des schémas de sélection industriels ou participatifs, afin d’alimenter les travaux des parties prenantes du WP5.

Descriptif des tâches :

Tâche 4.1 : Méthodologies pour l’assemblage et la sélection

illustration : parcelles de blé et formules

La première action vise à définir des “mélanges idéaux” (idéotypes) grâce à des modèles de simulation individu-centré. En effet, selon leurs caractéristiques, des variétés mélangées peuvent être complémentaires ou alors renforcer la compétition asymmétrique. Les cas d’étude concernent les mélanges prairiaux et les mélanges de blé. L’évolution de ces derniers au travers de cycles de semis-resemis seront étudiés en couplant la modélisation individu-centré à une modélisation génétique. Les unités concernées sont P3F et GQE.

Les deuxième et troisième actions ont pour objectif d’étudier l’architecture génétique de l’aptitude au mélange et la possibilité de prédire les plus performants d’entre eux. Une analyse de génétique d’association sera réalisée sur un panel de variétés de blé tendre en association avec du pois, dans des conditions sans intrant phytosanitaire. Une analyse de l’aptitude au mélange intra-spécifique sera également mené sur un sous-ensemble du panel de blé, en tirant profit de données de rendement de chaque variété au sein des mélanges. Des modèles statistiques adaptés à ce type de données seront développés. Les unités concernées sont GQE et IGEPP.

La quatrième action s’intéresse à la diversité au niveau génomique pour affiner les règles d'assemblage des mélanges. Un panel de blé dur sera utilisé pour composer des mélanges de 12 variétés différant entre eux en terme de fréquence et diversité allélique tout le long du génome. Ils seront cultivés sans produit phytosanitaire afin de permettre l’étude de la communauté d'arthropodes et les espèces de champignons pathogènes. Les fréquences d'allèles et les proportions variétales à la récolte seront estimées par séquençage en pool afin d'identifier les allèles et les niveaux de diversité favorables au rendement, à la résistance aux maladies et au contrôle des adventices. Les unités concernées sont AGAP et GQE.

Illustration : diagramme, modèle 3D et mélange

Tâche 4.2 : Adaptation des mélanges aux conditions agro-écologiques locales

La première action s’appuie sur un programme participatif de sélection de populations de blé tendre existant depuis 2006. Des modèles statistiques adaptés aux essais décentralisés à la ferme seront étendus pour intégrer les conditions pédo-climatiques et pratiques culturales, les relations entre caractères soumis ou non à la sélection, et l’apparentement génétique entre populations. L’objectif est d’optimiser la gestion de la diversité à la ferme et sa sélection pour promouvoir l’adaptation locale et la stabilité temporelle des populations dans des conditions de culture sans pesticide. Les unités concernées sont GQE, AGAP, P3F et AGIR.

La deuxième action développera une méthode d’évaluation de mélanges variétaux à la ferme. Celle-ci se fera en trois étapes : (i) identification des objectifs principaux des agriculteurs, (ii) caractérisation de leur environnement et de leurs mélanges, (iii) analyse des performances des mélanges en lien avec les conditions environnementales et les caractéristiques des variétés mélangées. Les unités concernées sont Agronomie et GQE.

illustration : visite au champ, diagramme, récolte du blé

Tâche 4.3 : Intégration des approches

Cette tâche consistera à synthétiser les différentes approches de sélection explorées et développées ci-dessus afin d’identifier leurs complémentarité pour la tâche 3 de l’axe 5.