Les nouvelles connaissances sur l’évolution et l’adaptation des cultures renforcent la sécurité alimentaire
La diversité des conditions de croissance des végétaux en Europe va de pair avec une demande constante de variétés de cultures adaptées aux nouveaux organismes nuisibles et maladies, ainsi qu’à l’évolution des profils climatiques et des exigences du marché. À l’échelle mondiale, la croissance rapide de la population et le changement climatique mettent en péril la sécurité alimentaire. Le projet WHEALBI, soutenu par l’UE, a été mis en place pour améliorer la production de blé et d’orge et introduire de nouvelles variétés ainsi que des systèmes de culture innovants. Combinant la génomique, la génétique et l’agronomie, le projet a recueilli des données à partir des séquences du génome exprimées de plus de 1 000 lignées génétiques de blé et d’orge. Ces données seront utiles pour les programmes de sélection et la gestion des cultures. Évaluation de la diversité des cultures et sélection des lignées Étant donné que chaque plante contient des milliers de gènes et que les sélectionneurs cherchent généralement à combiner plusieurs caractéristiques en une seule plante, le développement de variétés réussies s’avère long, complexe et onéreux. De plus, les sélectionneurs essaient souvent d’anticiper les besoins des agriculteurs, des consommateurs et de l’environnement des années à l’avance. Les biobanques, appelées «germoplasmes», simplifient ce processus car elles servent de banques de graines et renferment des collections cultivées dans le respect des règles de traçabilité et dont les graines sont stockées à des fins de distribution pendant au moins 10 ans. Cette diversité des espèces, conjuguée au séquençage du génome de prochaine génération, permet une caractérisation d’une précision sans précédent et constitue une ressource précieuse pour les sélectionneurs. Le germoplasme WHEALBI a été caractérisé à la fois sur le terrain (en pépinière), dans un réseau s’étendant de l’Écosse à Israël (c’est-à-dire sous différents climats), et en utilisant des plateformes de phénotypage pour effectuer des analyses par balayage du génome entier afin d’identifier des traits spécifiques. Ici, les signatures de la sélection adaptative ont été étudiées et des allèles de gènes candidats ont été identifiés pour révéler de nouvelles variations associées à des phénotypes spécifiques. «Nous avons récolté un maximum de données sur les 1 024 variétés sélectionnées, en collectant notamment des informations sur les caractères adaptatifs qui confèrent une tolérance aux maladies, au gel et à la sécheresse, par exemple», explique M. Gilles Charmet, coordinateur du projet. Les chercheurs en agronomie ont pu compléter les études génétiques en testant un sous-ensemble de variétés (couvrant la fourchette de diversité observée) dans différents systèmes de culture, y compris le semis direct (agriculture de conservation) et l’élevage biologique. La collection de lignées pures de blé et d’orge géoréférencées et accessibles au public ainsi obtenue (matériel végétal recueilli au même moment) offre un accès unique au cycle biologique, aux caractéristiques et aux données phénotypiques de ces cultures. WHEALBI a également produit l’exome, la partie codante du génome, les données de séquences pour les variétés d’orge et de blé représentant la diversité mondiale, avec un accent particulier sur les variétés hivernales adaptées aux conditions agricoles européennes. Une deuxième révolution verte? Le projet a permis d’identifier de nouveaux systèmes de gestion des cultures et d’évaluer leur impact économique au niveau tant des exploitations agricoles que de l’UE. Il pourrait déboucher sur une industrie agricole plus compétitive, caractérisée par des rendements et des recettes d’exportation accrus, ainsi que sur des économies de coûts et sur une amélioration de l’efficacité en matière de transformation. En réduisant la pression exercée sur les ressources naturelles, grâce à l’utilisation de variétés plus productives et plus résistantes au climat et aux maladies, la phytogénétique, ou sélection des plantes, peut contribuer à une chaîne alimentaire plus sûre. Et cela, tout en respectant l’environnement (moins de pesticides) et la biodiversité. Par ailleurs, ces innovations améliorent la qualité, le goût, la facilité et le caractère saisonnier des aliments et, qui plus est, elles ont des effets bénéfiques sur la santé grâce à la création de nouvelles variétés de cultures, comme l’avoine à teneur accrue en antioxydants. La majorité de la collection WHEALBI est disponible gratuitement sur un portail qui lui est dédié. «N’importe quel scientifique ou sélectionneur peut demander des graines pour ses propres expériences et les utiliser librement, soit pour la recherche, soit pour la sélection appliquée», précise M. Charmet.
Mots‑clés
WHEALBI, culture, adaptation, sécurité alimentaire, blé, orge, génome, biobanques, banque de graines, changement climatique, population