Cela implique de sélectionner du matériel végétal résistant ou tolérant aux bio-agresseurs (dont le Huanglongbing – HLB) et adapté à des environnements contraignants (tolérance au déficit hydrique et aux stress salins). L’amélioration de la qualité nutritionnelle et organoleptique des fruits ainsi que l’étalement des productions sont également des objectifs majeurs pour assurer la durabilité économique de la filière. Les recherches s'articulent autour des différentes phases du processus complet d’amélioration, depuis la gestion des ressources génétiques jusqu’à la sélection de matériel innovant, ceci dans des conditions pédoclimatiques contrastées.

Caractériser, enrichir,  préserver et valoriser les ressources génétiques

Le conservatoire certifié ex-situ du CRB Agrumes (INRAE-CIRAD, https://citrus.corse.inra.fr/) géré en Corse par l’UE Citrus (INRAE) alimente les projets de recherche et de développement conduits par SEAPAG. L’équipe contribue aux différents processus du schéma de certification du CRB (introduction, conservation, caractérisation) et à la mise en place de cores collections. SEAPAG développe des travaux sur la cryopréservation des semences et la tolérance des graines à la dessiccation. Ces collections sont le support des études de diversité phénotypique et génotypique et sont à la base de tous nos schémas d’amélioration variétale. Ces différentes activités s’intègrement dans le pôle 1 d’Agap Institut.

Comprendre la structure, la dynamique et l’expression des génomes complexes

La multiplication végétative impacte fortement l’évolution des espèces végétales, en permettant la fixation de structures génomiques résultant d’événements rares tels que les croisements inter (sub) spécifiques ou la polyploïdisation. Les travaux conduits portent sur (i) l’analyse des variations structurales de grandes tailles et l’établissement de cores génomes, (ii) l’analyse des mécanismes de formation des gamètes non réduits, le fonctionnement méiotique des polyploïdes  et leurs implications sur les structures génotypiques des populations hybrides, (iii) l’expression des haplotypes ancestraux chez ces génomes complexes avec une prise en compte de l’épigénétique. Enfin (iv) l’étude de l’implication de la composante épigénétique et des éléments transposables dans la variabilité phénotypique de groupes horticoles ayant évolué sans sexualité (orangers par exemple) a également été initiée. Ces différentes activités s’intègrent dans le pôle 2 d’AGAP Institut.

Comprendre l’architecture des caractères et l’élaboration du phénotype, en lien avec l’inter-spécificité et la polyploïdie

L’inter-spécificité et la polyploïdie complexifient l’analyse des déterminants de la variabilité phénotypique et de son architecture génétique. En effet, la différenciation initiale entre espèces ou sous-espèces à l’origine des formes cultivées est une composante majeure de la diversité phénotypique des cultivars et de sa structuration. Par ailleurs, il existe une plus forte plasticité des polyploïdes (triploïdes et tétraploïdes) en comparaison avec les diploïdes ; plasticité dont les bases physiologiques et moléculaires sont encore peu connues. C’est pourquoi l’équipe SEAPAG a choisi i) d’analyser la diversité fonctionnelle des haplotypes ancestraux et de développer des approches de génomique d’association en s’appuyant sur la phylogénomique ; ii) d’étudier les mécanismes physiologiques de l’adaptation par analyse de données multi-omiques et de leur intégration dans des schémas métaboliques via biologie des systèmes ; iii) d’analyser les déterminants moléculaires associés (gènes, protéines, métabolites) par des études fonctionnelles impliquant, entre autres, l’édition du génome ; iv) de développer des approches de modélisation du phénotype en intégrant les dosages alléliques chez les diploïdes, triploïdes et tétraploïdes. Ces questions de recherches sont ciblées sur des caractères permettant de répondre aux principaux enjeux de développement durable de l’agrumiculture : résistance aux maladies (Candidatus Liberibacter, Phytophthora spp., Alternariaalternata, Colletotrichum), adaptation aux contraintes abiotiques (stress hydrique et salin, chlorose ferrique), diminution des intrants (engrais, traitements phytosanitaires), et qualité des fruits et produits dérivés (métabolites primaires – sucres et acides – et secondaires – aromes, huiles essentielles, caroténoïdes, polyphénols). Ces différentes activités s’intègrement dans les pôles 2, 3 et 4 d’AGAP Institut.

Intégrer les connaissances et créer / sélectionner du matériel végétal innovant

L’agrumiculture moderne repose sur des vergers de plants greffés. Il est ainsi possible de scinder pour partie les objectifs de sélection entre variétés et porte-greffes. Pour les variétés, la qualité des fruits (dont l’aspermie est un critère essentiel pour le marché du fruit frais), l’étalement des productions et la résistance à certaines maladies (HLB, Alternariaalternata, anthracnose des limettiers) sont les principales cibles. Pour les porte-greffes la sélection porte sur un meilleur comportement voire de la résistance vis-à-vis du HLB. L’adaptation aux contraintes abiotiques des principaux bassins de productions et à la réduction des intrants en réponses aux attentes sociétales sont également des cibles majeures. La résistance à Phytophthora spp. et au virus de la Tristeza est par ailleurs essentielle pour tous les porte-greffes. La sélection et la validation des variétés sont conduites en partenariat avec les acteurs de la recherche, du développement et de la filière agrume.

L’optimisation de l'exploitation de la diversité du complexe d'espèces (agrumes vrais) passe par (i) l’intégration des nouvelles connaissances (ii) le déploiement d’approches de pré-breeding pour l’amélioration des populations parentales, (iii) le recours à des outils in vitro (sauvetage d’embryons, hybridation somatique) pour créer du matériel innovant, (iv) l’établissement de critères et d’index de sélection selon les contraintes biologiques et environnementales et les attentes des filières et des consommateurs (idéotypes), (iv) le développement des méthodes de phénotypage fin et à haut débit et (vi) la mise en œuvre d’outils de sélection précoce (sélection assistée par marqueurs avec en perspective la sélection génomique).  Ces différentes activités s’intègrement dans pôles 2 et 4 d’Agap Institut.