Les biotechnologies dans un programme de sélection
LES ÉTAPES DE LA SÉLECTION
La démarche suivie par le sélectionneur, même lorsqu’il utilise les biotechnologies, reste celle d’un schéma de sélection classique qui peut se décomposer en quatre grandes étapes :
- Recenser le matériel génétique existant en mettant en collection les écotypes et le matériel déjà sélectionné.
- Observer, choisir et croiser le matériel de départ. Il s’agit de réunir dans une seule plante les caractères intéressants et complémentaires des parents.
- Créer, fixer et évaluer les nouvelles plantes après le croisement des parents. Les grains récoltés sont semés pour donner la première génération, F1, où toutes les plantes sont identiques. A la deuxième génération, la F2, les plantes obtenues sont très différentes les unes des autres car il y a disjonction des caractères selon les lois de Mendel. A partir de cette génération, la sélection commence. Le sélectionneur choisit les plantes en fonction de critères définis, correspondant le mieux aux objectifs de départ. Ces plantes, par autofécondations successives, aboutissent à la création de lignées, soumises à la sélection des meilleures plantes. A partir de la F5, les individus sont plus stables et leur comportement est étudié ainsi que leur aptitude à la combinaison. Pour la création de variétés hybrides, il faudra choisir les parents qui se combinent au mieux. Ces parents, lignées pures et stables, servent alors pour la création de variétés hybrides homogènes et reproductibles. Le sélectionneur met alors en place des parcelles d’essais pour étudier le comportement agronomique de la variété dans différentes régions. Des tests complémentaires de valeur technologique (valeur boulangère, qualité des acides gras…) sont également effectués en laboratoire. Parallèlement, la fixation des caractères se poursuit par autofécondations successives (F5 à F8) et épuration puis la multiplication des semences est effectuée.
- Inscrire sur une des listes du Catalogue officiel français ou européen des espèces et des variétés. La variété sélectionnée est déposée au Comité Technique Permanent de la Sélection (CTPS) pour subir deux ou trois années d’examen selon l’espèce, en vue de son inscription. La variété sera jugée sur sa valeur agronomique et technologique (VAT) et sur des critères de distinction, d’homogénéité et de stabilité (DHS). Lorsqu’elle satisfait à cet examen, elle est inscrite au catalogue et peut être multipliée et commercialisée sous forme de semences et plants certifiés.
LA PLACE DES BIOTECHNOLOGIES
Les biotechnologies peuvent intervenir à différents niveaux dans un programme de sélection :
- Explorer et utiliser la diversité. Il s’agit, pour le sélectionneur, d’accroître les possibilités de choix des parents à l’origine du croisement de départ. Les techniques de biologie cellulaire, comme le sauvetage d’embryons ou la fusion de protoplastes, qui offrent plus de possibilités que la reproduction sexuée, constituent une aide largement utilisée, tout comme la transgénèse.
- Connaître le génome. Les techniques de marquage moléculaire permettent de rendre plus précises et plus rapides les opérations classiques de sélection. Elles interviennent à chaque étape du cycle de sélection. Les outils mis en place sont les marqueurs moléculaires qui permettent l’analyse des individus, la construction de cartes génétiques pour localiser les gènes sur les chromosomes, la sélection assistée par marqueurs pour suivre les gènes au cours des générations. La recherche de gènes d’intérêt peut ainsi être facilitée et leur isolement possible.
- Diminuer la durée de création. Les gains de temps peuvent être réalisés de deux façons : soit en améliorant et en fixant plus rapidement le matériel génétique, pour l’obtention de lignées, soit en augmentant le nombre de générations par an. Les techniques mises en jeu (haplodiploïdisation, mutagénèse, transgénèse…) font toutes appel aux techniques de cultures in vitro.
LES BIOTECHNOLOGIES S'APPUIENT SUR LA BIOLOGIE DES PLANTES
La compréhension de la biologie des plantes, du code génétique, de la connaissance des supports de l’information génétique et de l’organisation de la cellule végétale est la base de la sélection végétale.
Les cellules végétales ayant la capacité de se régénérer (totipotence), il est possible de reproduire des plantes à partir de cellules ou de fragments d’organes. C’est la micro-propagation. Des plantes entières peuvent également être générées à partir de cellules d’embryons ou de méristèmes.
La culture in vitro est l’utilisation de tout ou partie de ces techniques.
Les sélectionneurs s’appuient également sur les principaux modes de reproduction sexuée des végétaux : l’auto fécondation ou l’hybridation. La stérilité mâle cytoplasmique peut faciliter l’orientation des croisements.
Globalement, l’introduction et la fixation des caractères intéressants dans une plante s’obtiennent par des croisements répétés sur plusieurs générations (rétrocroisements) entre une lignée élite (présentant déjà de nombreux caractères intéressants) et une lignée donneuse d’un nouveau caractère.