Evaluation des variétés dans leur environnement

Pour répondre au changement de contexte dans l’évaluation variétale, le GEVES vise à piloter des réseaux d’essais plus diversifiés…

Pour répondre au changement de contexte dans l’évaluation variétale, le GEVES vise à piloter des réseaux d’essais plus diversifiés pour mieux connaître les variétés et mieux prédire leurs performances face à différentes conditions de culture, et à permettre une orientation du progrès génétique vers des variétés voire des systèmes de culture plus durables en terme de résistance aux bioagresseurs.

La caractérisation de l’environnement des réseaux d’essais et la mise au point de méthodes de collecte de variables environnementales abiotiques et biotiques sont identifiées comme des questions de recherche prioritaires. Le pilotage de réseaux orientés vers une plus grande diversité de conditions expérimentales doit aller de pair avec le développement de protocoles de tests adaptés pour évaluer l’adaptation des variétés en conditions limitantes. Pour ce faire, les travaux de recherche du GEVES sur cet aspect ont pour objectif les développements suivants :

outils d’aide au diagnostic agronomique (apport de la modélisation)
outils de phénotypage permettant notamment une estimation de l’état de la culture et des symptômes au champ, pour un gain en précision et en objectivité
outils statistiques et méthodes d’analyse des résultats bruts variétaux
indicateurs de pression maladies
outils de détection/identification/quantification de bioagresseurs
tests de résistances partielles ou non-races spécifiques

Exemples de projets de recherche

Quelques exemples de projets de recherche menés au GEVES et partenariats concernant l’évaluation des génotypes dans leur environnement :

Rustwatch: A European early-warning system for wheat rust diseases

Le programme européen H2020 Rustwatch sur les rouilles du blé permettra de disposer d’un système d’avertissement précoce et d’un meilleur contrôle des races de rouille présentes en Europe. Ce programme piloté par l’Université d’Aarhhus au Danemark a démarré au 1^er mai 2018 pour 4 ans, intégrant 24 partenaires de 13 pays : des instituts de recherche, des offices d’examen, des instituts techniques et des sélectionneurs. Cinq worpackages majeurs ont été définis :

WP1 : Meilleure connaissance de la biologie des facteurs et de leurs vecteurs
WP2 : Prévention des maladies par la résistance de l’hôte
WP3 : Réseaux des parties prenantes, partage des infra-structures et cas d’étude
WP4 : Intégration de la gestion de l’information et des données
WP5 : Coordination

Rustwatch se base sur une approche multi-acteurs et multi réseaux, comme le réseau d’inscription VATE au niveau européen, et sur le partage des infra-structures de communication et de recherche. Le GEVES est leader d’une tâche au sein du WP3, contribuant à l’identification précoce des races et virulences des races de rouille jaune, à l’aide d’une gamme d’hôtes différentiels harmonisée dans 61 sites du réseau VATE européen, provenant de 20 instituts et 17 pays, incluant partenaires et parties prenantes.

Ce projet a été financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention n° 773311.

DONOBT : Etude de la faisabilité et des modalités de prise en compte des données produites par les obtenteurs pour l’inscription des variétés

Le plan « Semences et Agriculture Durable » souhaite renforcer le continuum d’évaluation variétale. Une de ses actions est intitulée « Etudier les modalités de prise en compte des données produites par les obtenteurs pour leur reconnaissance officielle » (action 10 du plan). C’est le but du projet Donobt, coordonné par le GEVES et financé par le CASDAR, qui étudie de quelle façon il est possible d’utiliser les données des essais des obtenteurs dans le cadre du CTPS.

Optirés : Optimiser les réseaux d’essais variétés par des méthodes permettant, en particulier, de mieux contrôler l’hétérogénéité spatiale dans un essai.

Ce projet, coordonné par le GEVES et financé par le CASDAR, est mené en partenariat avec l’INRA, Arvalis, terres Inovia et l’ITB. Il a pour objectif de proposer des évolutions en matière de traitements statistiques des données d’un essai variétés et des évolutions au niveau des règles de prise en compte d’un tel essai dans les regroupements finaux.

Carabiot : Mise au point d’une stratégie commune aux différents acteurs de l’évaluation des variétés pour caractériser les tolérances variétales aux principaux stress environnementaux abiotique dans les réseaux d’essais (betterave sucrière, blé tendre, colza, maïs, sorgho)

Ce projet, financé par le CASDAR, associe des organismes développeurs de modèles (INRA, Instituts techniques) et de potentiels utilisateurs (GEVES, Obtenteurs, Instituts techniques, Unités expérimentales de l’INRA). Il vise à mettre au point des outils d’aide à la caractérisation des milieux d’évaluation des variétés, en vue de d’acquérir des co-variables environnementales décrivant en dynamique le climat ainsi que les ressources en eau et en azote de ces milieux. La stratégie privilégiée consiste à utiliser des modèles de simulation. La capacité prédictive des modèles a été évaluée à partir de mesures effectuées dans des essais spécialement instrumentés.

A l’issue de l’étude les différents partenaires disposeront d’une stratégie commune de caractérisation des stress abiotiques sur les réseaux d’évaluation des variétés.

Caravage : Mieux caractériser les variétés pour prédire leurs performances dans une large gamme d’environnements

Le projet CARAVAGE, financé par le CASDAR, vise à augmenter l’information sur la sensibilité des variétés aux stress abiotiques (en premier lieu le stress hydrique) et à prédire leur performance pour une large gamme d’environnements, selon 2 approches : une approche qui n’utilise que les données actuellement disponibles sur les réseaux d’essais mais en combinant essais d’inscription et de post-inscription et en valorisant l’ensemble des données recueillies par des modèles statistiques ; une approche qui enrichit le dispositif actuel par des essais spécifiques (au champ ou en plateforme de phénotypage), où sont testées les sensibilités différentielles des variétés aux contraintes abiotiques (eau, azote principalement) pour le rendement ou les traits morpho-physiologiques et par le recours chaque fois que possible à des modèles de simulation du fonctionnement des variétés en interaction avec l’environnement.

Ces deux approches seront évaluées sur betterave, maïs, pois, et tournesol, dans le cadre de l’activité du groupe « Innovations Variétales » du GIS GC HP2E.

Archibet : Phénotypage des variétés de betterave pour leur capacité à exercer une concurrence sur le développement des adventices

Ce projet, financé par le CASDAR, a été mené en partenariat avec l’ITB, l’INRA et l’UFS. Il a permis de mettre au point une méthodologie de caractérisation des variétés de betterave pour leur capacité

à concurrencer les adventices afin d’envisager une réduction possible de l’usage des herbicides en fonction des phénotypes variétaux.

Breedwheat : Développer de nouvelles variétés de blé pour une agriculture durable

Breedwheat a pour ambition de soutenir la compétitivité de la filière de sélection et de production du blé en France et de répondre aux enjeux de société pour une production durable et de qualité. Il combine de nouvelles technologies de génotypage et de phénotypage à haut débit pour identifier les facteurs génétiques impliqués dans les caractères d’intérêt agronomiques tels que le rendement, la qualité et la tolérance aux stress (insectes nuisibles, maladies, sécheresse…). Financé par l’ANR dans le cadre des « Investissements d’avenir », le projet Breedwheat, porté par l’INRA de Clermont-Ferrand-Theix, est le résultat d’une collaboration entre 26 partenaires dont 11 industriels.

Amaizing : Développer de nouvelles variétés de maïs pour une agriculture durable

Le projet Amaizing a pour but d’acquérir les connaissances et de développer les technologies nécessaires à la création de nouvelles variétés pour répondre aux aspirations d’une production durable et de qualité. Il conjugue des approches génotypiques et phénotypiques mettant en œuvre des techniques d’analyses haut débit afin d’identifier les facteurs impliqués dans les caractères d’intérêt agronomique tels que le rendement, la qualité et la tolérance aux stress abiotiques. Financé par l’ANR dans le cadre des « Investissements d’avenir », le projet coordonné par l’INRA de Versailles rassemble 24 partenaires publics et privés.

Céréales à paille : Affinement des méthodes de cotation pour la résistance variétale aux bioagresseurs et étude de l’évolution du niveau de résistance au Catalogue français

Ce projet, financé par le CASDAR, et coordonnée par le GEVES, en partenariat avec ARVALIS Institut du végétal, a permis d’améliorer et d’affiner les méthodes de cotation CTPS de la résistance variétale aux bioagresseurs des céréales à paille. Une nouvelle procédure de cotation pluriannuelle dénommée TROCADERO, a été développée au GEVES pour définir la cotation VATE. Depuis 2014-2015, dix caractères peuvent être cotés avec la méthodeTROCADERO pour l’inscription des variétés au catalogue français en blé tendre : Fusariose, septoriose (Septoria tritici), piétin verse, rouille jaune, rouille brune, oïdium, épiaison, hauteur, alternativité et verse. Une cotation intermédiaire dès la fin de la 1ère année peut être aussi délivrée

Carie ABBle - Carie commune : étude de la variabilité des populations en France en vue du développement d’un test de résistance variétal pour l’inscription des variétés de blé tendre en Agriculture Biologique

Ce programme, coordonné par le GEVES de 2015 à 2019 et financé par le CASDAR, en partenariat avec l’ITAB, la FNAMS, Arvalis Institut du Végétal, la FREDON Nord Pas-de-Calais et la Chambre d’Agriculture 26, avait pour objectif de définir les virulences prédominantes en France et d’utiliser ces souches pour le développement d’un test de résistance variétal pour l’inscription des variétés de blé tendre en Agriculture Biologique. Le projet Carie ABBle a permis :

une meilleure connaissance de la variabilité des espèces et races de carie en France, en démontrant la prédominance de T. caries et des virulences Bt7, Bt2 et Bt15,
la mise au point d’un test de résistance à la carie commune en laboratoire, au stade 2-3 feuilles avec un biotest suivi d’une détection par qPCR (7-8 semaines), plus précoce que le test au champ au stade adulte (8 mois) et en évitant la dissémination des spores de carie au champ,
la proposition d’un protocole CTPS de test de résistance à la carie commune pour les variétés déposées pour l’inscription en Agriculture Biologique.

La résistance variétale à la carie va pouvoir prendre une dimension essentielle dans la lutte contre la carie en dotant la sélection variétale de ce nouveau test précoce opérationnel pour développer des variétés résistantes en remplacement des traitements de semences chimiques, ou en combinaison avec des traitements alternatifs. L’utilisation de ce test de détection précoce de la carie pourra également permettre l’évaluation d’efficacité de traitements alternatifs.

Mosa Hordeum

Ce projet, financé par le FSOV est coordonné par le GEVES, et implique toute la filière. Il a permis de :

i) définir les virus et pathotypes prédominants, intervenant dans le complexe mosaïques de l’orge et les cartographier,

ii) évaluer la nuisibilité des mosaïques en termes de perte de rendement, et identifier les gènes de résistance efficients,

iii) évaluer l’impact des mosaïques sur la qualité technologique ou sanitaire.

Publications liées à ce projet dans des revues internationales à comité de lecture :

Candresse T., Marais A., Sorrentino R., Faure C., Theil S., Cadot V., Rolland M., Villemot J., Rabenstein F., Complete genomic sequence of Barley (Hordeum vulgare) endornavirus (HvEV) determined by next generation sequencing. Archives of Virology. 161:741–743. DOI: 10.1007/s00705-015-2709-3
Villemot, J. and Rolland, M., A dCAPS assay detects and characterizes BaYMV according to its ability to overcome rym4-mediated resistance. Journal of virological methods, 234, pp.101-106. DOI: 10.1016/j.jviromet.2016.03.019

IRIGAM : Identification de Résistances à l’Infection des Grains par Fusarium graminearum et à l’Accumulation des Mycotoxines au sein des variétés de blé françaises grâce à la mise en place de nouvelles technologies de phénotypage.

Soutenu par le dispositif Ecophyto, en lien avec l’Onema l’Office national de l’eau et des milieux aquatiques, ce projet, coordonné par l’unité UMR GDEC de l’INRA de Clermont Ferrand, en partenariat avec le GEVES, Florimond Desprez et l’Institut de Biologie Moléculaire des Plantes du CNRS a pour objectifs de lever plusieurs verrous liés au phénotypage, pour mesurer la teneur en DON ou pour évaluer les symptômes présents sur grains ou sur épis, d’identifier les variétés françaises de blé présentant des résistances de type RKI et RTA, et d’identifier les régions génomiques impliquées dans ce type de résistance via une étude de génétique d’association.

Le GEVES participe dans ce projet à des comparaisons de méthodes pour estimer la quantification de mycotoxines (Déoxynivalenol), à l’aide du Videometer, de tests Elisa, qPCR, et NIRS.

Microdochium spp. : Vers une meilleure connaissance de l’occurrence, de l’épidémiologie du pathogène et du comportement des variétés de blé tendre actuelles face à ce pathogène

Ce projet, coordonnée par Florimond Desprez et financé par le FSOV, associe le GEVES, l’UFS, et Arvalis. Il a pour objectif de connaître précisément la présence et l’occurrence des Microdochium en France, de mieux comprendre leur développement au champ et de déterminer le comportement des variétés actuelles de blé tendre afin de fournir aux acteurs de la sélection variétale les outils nécessaires à la création de variétés résistantes à Microdochium.

Le GEVES travaille dans ce projet à la mise au point d’une méthode de phénotypage par imagerie multispectrale à l’aide du Videometer pour quantifier le nombre de grains contaminés par Microdochium, en vue de pouvoir l’utiliser dans des futurs tests de résistance pour l’inscription des variétés au Catalogue officiel.

Amélioration de l’évaluation de la résistance de la courgette aux Cucumber mosaic virus (CMV), Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) et Watermelon mosaic virus (WMV).

Ce projet, financé par le CASDAR et réunissant le GEVES, l’INRA et des sociétés semencières a permis de mettre au point un test d’évaluation de la résistance des variétés de courgette à 3 virus : CMV, WMV et ZYMV. Les protocoles sont maintenant disponibles pour le CTPS et pourront être proposés à l’OCVV et UPOV. L’évaluation de la résistance des variétés de courgette à ces 3 virus peut être réalisée à la demande des professionnels de la filière semences par le laboratoire de pathologie de la SNES.

Corkyres : Mise au point d’un test d’évaluation de la résistance des variétés de tomate au corkyroot

Ce projet, financé par le CASDAR et réunissant le GEVES, l’INRA et des sociétés semencières a permis de mettre au point un test d’évaluation de la résistance des variétés de tomates au Corky root.Cela a permis au CTPS de disposer d’un nouveau caractère de DHS pour l’inscription des variétés au catalogue. Ce protocole, très important pour la DHS porte greffes, sera présenté à l’OCVV et l’UPOV. L’évaluation de la résistance des variétés de tomate au Corky root peut être réalisée à la demande des professionnels de la filière semences par le laboratoire de pathologie de la SNES.

Harmores 3 : Harmonisation of resistance tests to diseases for DUS testing -3

Ce projet, coordonné par le GEVES et financé par l’OCVV, réunit 8 offices d’examens européens, un centre technique et des entreprises semencières de l’European Seed Association (ESA). Il a pour but d’harmoniser les tests de résistance à 7 bioagresseurs de la tomate, du pois et du melon pour l’OCVV, afin d’établir les nouveaux protocoles officiels.