Génomique et amélioration

Conférence
donnée à
Agropolis Museum
le 30 juin 2004

des plantes
Quels enjeux pour la recherche et ses finalités?

par Jean-François Briat (INRA-Biochimie)
et André Bervillé (INRA, Dpt. Génétique et amélioration des plantes)

Sous l'égide de La Fondation des Sciences Citoyennes
 

Exposé de André Bervillé
Annexe : Diapos de la présentation

De la génomique à l’amélioration des plantes le questionnement sur le tournesol est un bon exemple de l’évolution actuelle de la recherche avec la prise en compte de demandes faites par la filière professionnelle et qui ont des implications économiques et de prévention sanitaire dans la société civile.

Première huile consommée en France et en Europe, cette espèce naturellement tolérante à la sécheresse est privilégiée dans le sud et le sud-ouest et elle est nécessaire pour casser la monoculture du blé. Néanmoins, reléguée dans les mauvaises terres depuis quelques années contre toute prévision, elle n’a pas reculé et avec la crise pétrolière actuelle, elle offre un regain d’intérêt qui lui ouvre des perspectives prometteuses. De plus, avec le tournesol dit oléique apparu il y a quelques années l’intérêt alimentaire est avantageux pour lutter contre les maladies cardio-vasculaires. Le tournesol oléique est aussi très avantageux pour le biofuel.

Le progrès génétique est certain chez cette espèce mais ne se traduit pas par une augmentation régulière du rendement qui stagne à 23-25 q en moyenne, ce qui est préjudiciable aux agriculteurs pour leur revenu. La recherche sur le tournesol est effectuée par des instituts publics et de grands groupes internationaux qui ont fortement investi en génomique et veulent des retours sur investissements rapides et profitables. Les semences représentent près du tiers des charges, une diminution de leur coût serait donc à l’avantage de l’agriculteur. Toutefois l’organisation de la production d’hybrides F1 pour exploiter l’hétérosis entraîne un coût fixe qui laisse peu de marges à une telle réduction.

De surcroît, la scission complète de la filière graines et de celle de l’huile empêche un quelconque retour à l’agriculteur d’économies éventuelles faites dans celle-ci. En particulier la consommation d’une huile vierge qui remplacerait l’huile raffinée assure aux consommateurs un meilleur équilibre alimentaire de l’huile en micronutriments (vit E, divers tocophérols et phytostérols qui sont des anti-cholestérol) qui sont éliminés au raffinage. Le raffinage est actuellement nécessaire pour éliminer les résidus de pesticides et les toxines éventuelles dues aux fermentations.

Une culture du tournesol avec moins d’intrants, orientée sur le tournesol oléique pour prépare une huile vierge aurait donc deux avantages : pour la prévention des risques de maladies cardiovasculaires des consommateurs et pour l’agriculteur auquel elle assurerait de meilleures marges.

Le projet est donc de développer des variétés rustiques autoreproductibles et d’une bonne qualité alimentaire. Ceci est possible en parallèle au schéma d’hybrides F1 et demandent un effort de recherche important depuis les ressources génétiques jusque à la production de semences autoreproductibles, un choix qui doit être effectué de concert avec les différentes tendances de la société civile.

Les variétés synthétiques exigent une expérimentation en concertation avec la filière depuis l’agriculteur jusqu’à l’huilier afin de réduire les coûts et d’assurer la meilleure adaptation du matériel génétique aux besoins. Les recherches amont en génomique permettent d’envisager cette approche avec la meilleure efficacité. Une solution de partenariat avec tous les acteurs est négociable. Ce n’est ni aux chercheurs seuls, ni aux semenciers, ni à la filière de faire les choix pour tous, la discussion est ouverte.

Annexe Diapos de la présentation de A. Bervillé
1 - De la génomique à la structure variétale cultivée chez le tournesol
  • Questionnement sur une espèce
  • 1ère huile consommée en France et Europe, 4ème dans le monde, 2ème espèce cultivée en Europe
  • Naturellement tolérante à la sécheresse
  • Privilégiée dans le sud, sud-ouest
  • Nécessaire pour casser la monoculture blé dur
  • Reléguée sur mauvaises terres, mais Rdt constant
  • Revenu faible 150€/ha
  • Semenciers puissants et incontournables (hyb F1)

2 - Organisation production semences

  • Lignées femelles monocapitées
  • Lignées mâles ramifiées
  • Forme A mâle stérile
  • Restauratrice de fertilité mâle
  • Forme B mâle fertile
 

Forme A x Forme R = 100% d’hybrides mâle-stériles restaurés

Semences doivent être achetées
Production et contrôles onéreux (1/3 investissement)
C’est in fine le cultivateur qui paye!

3 - Comment augmenter le revenu de l'agriculteur

  • Augmenter le rendement?
  • 10% de rendementt entraînent 45 € de bénéfice!
  • Effort de recherche énorme pour résultat maigre!
  • Diminuer les charges
  • Travail du sol, investissement culture au minimum
  • Semences coût élevé (1/3 des charges)
  • Traitements, Récolte, stockage

4 - Recherche et Semences en tournesol

  • Grands groupes internationaux, gros investissements, génomique et sélection
  • Variétés hybrides F1 non reproductibles à la ferme, achat obligatoire de semences traitées.
  • Culture avec peu d’intrants: rendements faibles (23-25Q)
  • Maladies prévalentes : mildiou, Phomopsis, traitements chimiques obligatoires,
  • Séchage: risques de fermentation de récolte avant séchage

5 - Suite de la filière après agriculteur

  • Récolte vendue au stockeur
  • Stockeur vend au triturateur
  • Triturateur doit raffiner l’huile (surcoût important)
  • Puis vend à l’huilier
  • Huilier vend au consommateur via divers détaillants PMS, GMS
  • Qui paye in fine ? Le consommateur

6 - Des améliorations ? des solutions ?

  • Hybrides F1
  • Populations autoreproductibles
  • Diminuer charges
  • Moins de traitements chimiques
  • Huile raffinée (+50%),
    élimination micronutriments
  • Résistances polygéniques: mildiou, autres maladies
  • Aller vers huiles brutes, moins chères, plus équilibrées, vit E et phytostérols, anticholestérol

7 - Conséquences de la suppression du raffinage

  • Coût global
  • Diminue de 20%
  • Teneur en micronutriments
    - Vit E
    - Phytosterols
  • augmente de 50 à 100%
    - 100%
    - 100%
    - 100-150%
  • Valeur santé
  • Incomparable, huile de mélange type “ Isio4 ” ou pur tournesol “oleisol ”

8 - Les implications en recherche

  • Reconsidérer ressources génétiques du tournesol
    • rechercher populations déjà adaptées de l’Est (Russie)
    • Créer des populations synthétiques
  • Nouveaux objectifs de sélection
    • Alimentaires : Composition en acides gras de l’huile, goût de l’huile
  • micronutriments Industriels: anti-oxydant
  • Maladies: Mildiou Phomopsis, résistances durables
  • Rusticité: redéfinition, approche multidisciplinaire

9 - Recherches en génomiques

  • Systématiques
  • Banques génome, étiquettes,
  • Structure et organisation génomique
  • cartes
  • Connaissances de la réponse aux stress
  • Situations agronomiques
  • Introgression et réarrangements
  • Amélioration par hybridation interspécifique

10 - Projets

  • Utiliser des pop russes
  • Recherche de résistances multigéniques
  • Créer des populations synthétiques multipliées par agriculteurs et semences de fermes moins coûteuses
  • Pilotage des gènes de résistance aux maladies
  • N’élimine pas les semenciers
  • Rusticité, recherche amont sur mécanismes, physiologie et génétique.

11 - Variétés synthétiques

  • Mélange initial de quelques lignées:
    - Résistantes maladies
    - Haut oléique
    - Rustiques
  • Brassage interfécondation
  • Choix délicat, basé sur expérimentation, agronomique et génétique des hybrides résultant
  • Culture de la génération N à N+x
  • Favorisé par stérilité et autoincompatibilité
  • Une hétérogénéité nécessaire et reproductible!

12 - Génomique et variétés

  • Hybride F1
    - une solutions
  • Populations autoreproductibles
  • Équilibre à trouver
  • Adapté alimentation
  • Implications économiques, politiques et sociales.
  • Adapté exploitation extensive
  • Recherches amont autant nécessaires
  • Nouvelles possibilités offertes pour culture
  • Relance de la culture

13- De la concertation

  • Recherche
  • Milieux professionnels
  • Matériel génétique
  • Agriculteurs Regroupements
  • Expérimentation
  • Fédération, chambres d’agriculture
  • Choix des générations à cultiver
  • Semenciers
  • Construire un circuit des semences
  • stockeurs
  • Trituration et commercialisation de l’huile
  • Huiliers
  • revendeurs

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