I - Exploiter le germoplasme et les biotechnologies en vue d’une meilleure utilisation de la diversité génétique pour la création variétale

Les résultats concernant cet objectif sont de différents ordres : 

• Etude du déterminisme génétique de caractères d’intérêt agronomiques, validation de gènes et développement de stratégie de sélection assistée par marqueurs (SAM ou backcross assisté) permettant de mieux tirer parti de la diversité manipulée. Les caractères d’intérêts sont de différents types : sensibilité au photopériodisme et phénologie, qualité des grains, qualité du fourrage, tolérance à des adventices (striga), efficience d’utilisation de l’azote, tolérance aux températures extrêmes. Parmi les gènes dont les fonctions ont été validées et pour lesquels des outils de suivi ont été mis en place, nous pouvons citer par exemple Nrt1.1b, Pi, NCR, qHTSF pour le riz.
• Développements et validations de nouvelles méthodologies de phénotypage (protocoles HP-TLC, équations de calibrations par spectroscopie proche infra-rouge (SPIR)) pour la caractérisation ou la prédiction de composés d’intérêts majeurs pris en compte ou à  inclure dans les programmes de sélection
• Compréhension et manipulation de la recombinaison méiotique (chez le riz) permettant de favoriser le brassage génétique et de réaliser des criblages pour casser des liaisons défavorables et augmenter le gain génétique
• Modification de la reproduction sexuée en reproduction asexuée via l’ingénierie d’une apomixie synthétique.

II - Optimiser les schémas de sélection pour augmenter le gain génétique et délivrer des variétés répondant aux attentes des filières

Tout comme les ambitions de cet objectif, les résultats peuvent être séparés en trois sous-parties sur lesquelles des activités ont lieu sur plusieurs des espèces de prédilection de l’équipe :

• Optimisation des  prédictions des valeurs génétiques : Les principaux résultats concernent i) le développement et la validation des intérêts de différentes stratégies intégrant le suivi de QTL et la prédiction génomique basées sur des panels de référence pour des applications en sélection afin d’optimiser les gains génétiques et mieux gérer la diversité disponible, ii) l’intégration des interactions G×E dans les modèles de prédiction, iii) le développement de preuve de concept et l’intégration de la sélection génomique dans des schémas de sélection récurrente du riz pour l’amélioration de différents caractères d'intérêt (rendement, qualité nutritionnelle du grain (hautes teneurs en Zn du grain), durée de cycle…) en Amérique latine.
• Développement et mise en oeuvre des méthodes d’introduction, de suivi et de combinaison des allèles d’intérêt préalablement identifiés : une fois les gènes et allèles d'intérêts majeurs identifiés, des populations et des lignées parentales les intégrant sont développées par des stratégies d’introgression (e.g., tolérance à la salinité, tolérance aux températures élevées, résistance à la pyriculariose par exemple chez le riz).
• Simulation des programmes de sélection pour optimiser leurs structures et évaluer leurs impacts et leurs coûts : Les approches de simulation permettent une optimisation des schémas de sélection, que ce soit des schémas de sélection récurrente et généalogique, généalogique avec réseau d’essais multi-sites que des schémas de  sélection participative décentralisée.

Plus globalement, ces résultats ont permis le développement et la mise en place de nouveaux schémas de sélection :

• Adaptation du schéma de sélection récurrente réciproque (SRR) pour la création de variétés hybrides F1 de riz pour la riziculture irriguée en Amérique latine. Ce schéma utilise la stérilité mâle génique pour les cycles de recombinaison et la stérilité cytoplasmique pour la production des hybrides. Un travail de sélection pour accroître le degré d’allogamie du pool mainteneur de ce schéma est en cours afin d’améliorer l’aptitude à la production de semences hybrides.
• Mobilisation d’approches de sélection récurrente assistée par marqueurs (SRAM, MARS) et de Back Cross Nested Association Mapping (BCNAM) pour identifier plus précisément les zones d'intérêt du génome et piloter leur suivi au sein des populations élites
• Réalisation d’études sur l’impact des programmes de sélection participative mis  en place en partenariat avec les CNRA et les organisations paysannes. Ces approches ont notamment été mises en oeuvre pour le sorgho au Burkina Faso et au Nicaragua
• Evaluation du potentiel de mélanges variétaux chez le riz dans les conditions malgaches
• Utilisation de la sélection récurrente phénotypique pour la sélection de cultivars de manioc à port bas et à forte rétention foliaire, pour la tolérance aux dépressions cycloniques dans le cadre des activités du CTRAV au Vanuatu
• Intégration des approches de sélection participative et de la compréhension des interactions GxE dans les schémas de sélection de riz pluvial à Madagascar.

III - Contribuer au développement et à la diffusion de variétés offrant une production stable et économiquement rentable en partenariat avec des programmes de sélection des organismes nationaux (CNRA), internationaux (OneCG) ou privés

Les schémas de sélection mis en place par les membres de l’équipe en collaboration avec les partenaires ont permis l’inscription de nombreuses variétés des différentes espèces cibles de l’équipe. Les caractères améliorés de ces nouvelles variétés concernent aussi bien des composantes du rendement, des critères de qualité que des résistances aux stress biotiques et abiotiques:

• Création d’une variété de riz tolérante à la salinité (QTL SalTol) et à la pyriculariose (gène Pi33) via une stratégie de rétrocroisements assistés par marqueurs  (variété Cumbia homologuée en France par le Centre Français du Riz)
• Contribution au développement de lignées de riz tolérantes aux températures  élevées (qHTSF1.1 et qHTSF4.1) par rétrocroisements assistés par marqueurs (variété Laotienne HXBFi2, variété Thailandaise RGD)
• En collaboration avec l’Alliance Bioversity-CIAT (centre du CGIAR en Colombie) développement de variétés de riz adaptées aux conditions pluviales et aux sols de savanes où l’acidité et la toxicité aluminique contraignent la productivité de cette céréale (variétés Llanura 11 et CORPOICA Provenir 12, homologuées par le centre national d’agronomie AGROSAVIA –anciennement CORPOICA– en Colombie).
• Développement de variétés de riz biofortifiées en zinc (concentration élevée en micronutriment dans le grain blanchi) pour lutter contre la malnutrition. Ces variétés (CIAT BIO-44 + Zinc homologuée par le CIAT-SantaCruz en Bolivie, et Fedearroz BioZn035 homologuée par la fédération des riziculteurs de Colombie FEDEARROZ) ont été développées en collaboration avec l’Alliance Bioversity-CIAT.
• Plus de 10 variétés de riz pluvial développées depuis 2019 dans les projets en collaboration avec le FOFIFA à Madagascar. Ces variétés développées par des approches participatives sont largement diffusées aux agriculteurs Malgaches dans les écosystèmes du moyen ouest et des hautes terres.
• Création et sélection de variétés de manioc à tige courte pour une meilleure résistance aux dépressions cycloniques
• Création et sélection de variétés de patate douce à canopées agrégatives (entre-nœuds courts) pour une couverture plus rapide des adventices (principale contrainte chez les petits producteurs)
• Diffusion internationale de variétés améliorées de taro résistantes au mildiou (Phytophthora colocasiae) pour l’élargissement des bases génétiques dans 15 pays d’Océanie, Asie, Afrique et Amérique Centrale, puis évaluation participative
• Inscriptions des meilleurs hybrides de taro (Colocasia esculenta) développés au niveau du CTRAV (Vanuatu)  dans le catalogue variétal du Ghana (le pays où la consommation de racines et tubercules par habitant est la plus élevée au monde). Ces hybrides sont multipliés et distribués dans le cadre du projet INEA (International Network for Edible Aroids)
• Transfert de trente des meilleurs hybrides de grande Igname (Dioscorea alata) résistants à l'anthracnose (Colletotrichum gloeosporioides) développés au sein du CTRAV (Vanuatu)  à l'IITA (Ibadan, Nigéria, premier producteur d'ignames au monde) Ces derniers sont actuellement utilisés comme géniteurs de ce programme d'amélioration.
• Les travaux menés sur le sorgho ont mené à l’inscription aux catalogues nationaux et régional de 8 variétés au Burkina Faso (co-obtentions CIRAD, INERA, AMSP et UGPA) et de 13 variétés au Mali (co-obtentions CIRAD, IER, AOPP, AMEDD/ GRAADECOM et ICRISAT). Parmi ces variétés, plusieurs correspondent à des variétés photopériodiques et de taille courte répondant à l’intensification En complément 3 variétés ont été enregistrées depuis 2017 dans la zone Amérique centrale et Caraïbes (Haïti, Cuba, Nicaragua). Enfin des collaborations établies avec des partenaires semenciers privés Européens ont permis d’enrichir la diversité des programmes de sélection Européens en utilisant des approches de types SRAM (Sélection récurrente assistée par marqueurs) et BCNAM (Back Cross Nested Association Mapping) pour des cibles principalement liées à la production et à la qualité du fourrage.

Noms des projets et financeurs

>> Liste