Contexte

Avec environ 1,000 nouveaux hectares implantés chaque année en France, le miscanthus est une culture du plus en plus reconnue par les agriculteurs, les collectivités, les particuliers et les industriels. Pourtant un seul clone de l’hybride interspécifique Miscanthus x giganteus est implanté à l’échelle nationale, ce qui risque de fragiliser la filière en cas d’évènement climatique et/ou d’apparition de maladies. Afin de limiter ces risques, et également de valoriser les nombreux systèmes écosystémiques du miscanthus, l’équipe de recherche de l’UMR BioEcoAgro étudie et sélectionne des variétés de Miscanthus sinensis pour leur valeur productive et leur capacité de restauration des agroécosystèmes.

Enjeux pour la sélection

Miscanthus sinensis est une espèce non-domestiquée, elle est rustique et n’est pour l’instant pas sensible à des maladies. De ce fait, elle est à très bas niveau d’intrants en et ne nécessite pas (voire peu) d’intrants azotés, de produits phytosanitaires et d’irrigation. Sa culture s’inscrit donc dans la transition vers une agriculture durable, i.e., économiquement performante, respectueuse de l’environnement et socialement acceptable. Par exemple, elle est particulièrement pertinente dans les zones d’alimentation de captage d’eau potable et/ou sur les parcelles difficilement valorisables (conditions pédoclimatiques et/ou éloignée de la structure agricole).

M. sinensis est une espèce pérenne, ce qui signifie que les parcelles implantées aujourd’hui subiront dès demain les effets de changement climatique. L’équipe de BioEcoAgro étudie l’impact des conditions climatiques de 2050 sur la biologie du miscanthus afin d’identifier les efforts de sélection à venir pour produire des variétés résilientes aux stress abiotiques. Sa pérennité rallonge également le cycle de sélection et oblige à prendre en compte l’effet de l’âge afin de prédire les performances adultes dès les premières années.

Le miscanthus est cultivé pour sa biomasse multi-usage et ses services écosystémiques par une palette d’acteurs aux attentes contrastées : de l’agriculteur qui valorise la biomasse produite en litière animale ou paillage horticole à la commune qui souhaite protéger la qualité de son eau potable ou chauffer un gymnase, en passant par le particulier qui embellit son jardin. Il s’agit donc d’identifier les familles de caractères qui pourront être co-sélectionnés : par exemple, des variétés extractrices d’azote pour les zones d’alimentation de captage d’eau potable polluées aux nitrates et des variétés remobilisatrices sur les parcelles pauvres en azote. Pour d’autres services, les variétés utilisées en haies pour limiter l’érosion des sols, voire arrêter les nuages de pesticides aux abords des habitations, ne doivent pas forcément être sélectionnées pour les mêmes caractères que les variétés cultivées en parcelles.

M. sinensis est une espèce clonable et supportant plusieurs niveaux de ploïdie. Il est absolument nécessaire de sélectionner des variétés triploïdes afin de supprimer tout risque d’invasivité par dispersion de graines dans l’environnement. En outre, l’équipe de BioEcoAgro s’est concentrée sur l’espèce M. sinensis car elle présente un rhizome non-traçant : la variété se cantonne à la parcelle agricole. De par sa multiplication végétative, il n’est pas nécessaire de fixer des lignées parentales afin de diffuser une variété, le clone constituant le type variétal. En fonction de leur performance, les individus d’un croisement peuvent donc être utilisés en tant que variété agricole dès la première génération, pour peu que des outils soient disponibles pour prédire les performances adultes dès le jeune âge. BioEcoAgro développe donc la sélection génomique et la sélection phénomique en ce sens.

Ainsi, l'UMR BioEcoAgro s’est engagée dès 2011 dans un programme d’innovation variétale et intègre des techniques modernes de sélection comme la polyploïdisation, le développement de marqueurs de sélection, la sélection génomique et la sélection phénomique afin de créer des variétés répondant aux nouvelles attentes de l’agriculture. L’objectif finalisé est de produire des variétés stériles adaptées aux différentes conditions pédoclimatiques présentes et futures ainsi qu’aux différentes attentes des acteurs de la filière. La multiplication et la diffusion sera assurée par Agri Obtentions, voire des partenaires privés.

Une sélection à long terme pour des variétés de service et de qualité

La sélection de Miscanthus sinensis est en phase de rodage et se déroule en plusieurs étapes :

1. Caractérisation et identification de géniteurs potentiels dans les collections chinoises et horticoles (+ identification de nouveaux QTL par GWAS) et les populations d’étude
2. Tétraploïdisation de géniteurs diploïdes en vue de créer le pool femelle tétraploïde
3. Création d’un pool hétérotique male diploïde et d’un pool hétérotique femelle tétraploïde (+ poursuite de la caractérisation de l’effet de la tétraploïdie)
4. Création de nouveaux croisements
5. Etudes des croisements (présents et futurs) en plante isolée (+ étude des paramètres écophysiologiques)
6. Etudes des individus les plus prometteurs (présents et futurs) en mini-parcelle, si possible en multi-environnement (+ attribution aux différents débouchés)
7. Etude de la multiplication des individus les plus prometteurs lors de la multiplication par Agri Obtentions ou par les partenaires privés

Une fois bien rodé, le cycle de création d’une nouvelle variété devrait être d’une dizaine d’années