Les cultures hybrides agricoles et horticoles peuvent jouer un rôle important dans le soutien de la sécurité alimentaire mondiale. Elles produisent des rendements plus élevés et sont souvent plus résistantes que les variétés non hybrides aux maladies et au stress climatique. Mais pour de nombreuses cultures, aucune variété hybride n’est disponible. Pourquoi donc?
Le maïs est une culture très importante à l’échelle mondiale et l’utilisation de variétés hybrides est courante. Le premier type a été introduit dès 1930. Mais cela ne s’est pas produit pour d’autres grandes cultures telles que le blé et le manioc. Aujourd’hui, pour la première fois, une étude approfondie a été réalisée sur tous les facteurs qui déterminent si les sélectionneurs de plantes commerciales peuvent proposer une variété hybride. Parfois, il y a des défis biologiques. Souvent, des facteurs économiques entrent en jeu.
Il s’agit d’une enquête exhaustive unique, publiée dans la revue Plantes naturelles. Les auteurs de l’article sont associés à la société de sélection de pommes de terre hybrides Solynta et à Wageningen University & Research. L’auteur principal est Emily ter Steeg, titulaire d’un doctorat. candidat en économie du développement.
Génération de lignées consanguines
Une variété hybride est « une descendante de deux plantes parentales qui se complètent parfaitement. L’hybride combine alors les meilleures qualités des parents », explique ter Steeg. Mais pour générer des parents appropriés, vous devez vous assurer qu’ils sont génétiquement aussi uniformes que possible (homozygotes). Vous pouvez le faire en croisant les parents avec eux-mêmes, un processus appelé « autofécondation » ou « consanguinité ». « Le développement de lignées parentales solides prend du temps et coûte de l’argent. Le sélectionneur doit donc être sûr d’obtenir un retour sur cet investissement », déclare ter Steeg.
Il y a de nombreux obstacles à surmonter. Tout d’abord, il doit être biologiquement possible de produire ces lignées parentales homozygotes. Une plante autogame est idéale, alors que c’est beaucoup plus difficile pour les plantes qui pollinisent toujours avec une autre plante. De plus, certaines cultures ont également plusieurs ensembles de chromosomes, ce qui rend encore plus difficile, voire presque impossible, la production de lignées parentales consanguines.
La pomme de terre cultivée dans nos champs, par exemple, possède quatre ensembles de chromosomes avec du matériel héréditaire. C’est une raison importante pour laquelle il y a eu si peu de tentatives pour générer des lignées consanguines. Cela rend la culture de la pomme de terre particulièrement difficile, et c’est pourquoi nous avons encore des variétés anciennes comme la Bintje ou la Russet Burbank.
Mais nous progressons. Il existe en fait aussi des pommes de terre diploïdes qui n’ont qu’un seul ensemble de gènes. Ces variétés ne supportaient pas la consanguinité. Mais les scientifiques de Solynta et de Wageningen University & Research ont récemment réussi à contourner cet obstacle. Le gène Sli en est la clé. Maintenant, la voie est libre pour développer des pommes de terre à partir de semences hybrides plutôt qu’à partir de tubercules.
Moteurs économiques
« Avec le blé, il y a une autre question à considérer. Le blé produit relativement peu de graines par pollinisation et jusqu’à présent, la valeur ajoutée des variétés hybrides est limitée. C’est aussi un marché segmenté. C’est pourquoi le développement du blé hybride n’est pas encore rentable pour les sélectionneurs. « , déclare ter Steeg.
Les scientifiques ont étudié les moteurs économiques du développement d’une variété hybride. D’un côté, il y a le coût du processus de développement, et de l’autre, il y a les revenus anticipés. Les deux jouent un rôle important. « Les grands marchés ou les marchés à haute valeur ajoutée sont plus rentables pour les sélectionneurs. C’est pourquoi on voit des variétés hybrides des grandes cultures mondiales et des légumes importants mais moins pour les petites cultures locales. De plus, le prix du marché des produits récoltés détermine combien un Le producteur est prêt à investir dans les semences. Par conséquent, les prix du marché pour les producteurs influencent les prix des semences et les revenus des sélectionneurs de plantes.
Efforts conjugués
Des cultures robustes et à haut rendement sont nécessaires de toute urgence pour relever les défis de la sécurité alimentaire mondiale et du changement climatique. « Mais il y a un manque de progrès dans la sélection de certaines cultures de base, qui sont importantes pour la sécurité alimentaire. Cela s’applique au manioc, à la canne à sucre et aux patates douces, mais aussi aux légumes à feuilles et aux fruits traditionnels. Si nous voulons améliorer et assurer l’accès à aliments nutritifs dans les pays les plus pauvres, il est également important de faire des progrès dans les cultures commercialement moins attrayantes », déclare ter Steeg.
Les auteurs de la Plantes naturelles article recommandent des partenariats public-privé dans les cas où les sélectionneurs de plantes ne peuvent pas voir une analyse de rentabilisation immédiate. « Des exemples d’une telle approche sont le programme national ‘Topsectorenonderzoek’ (Top Sector Research) et son prédécesseur ‘Technologisch Top Instituut Groene Genetica’ (Technological Top Institute Green Genetics). Par exemple, de nombreux génotypes (produits semi-finis) ont été fournis dans les poivrons et les tomates, entre autres, qui ont ensuite été utilisés par les sociétés de sélection pour développer de nouvelles variétés résistantes aux maladies. »
Emily MS ter Steeg et al, Facteurs cruciaux pour la faisabilité de la sélection hybride commerciale dans les cultures vivrières, Plantes naturelles (2022). DOI : 10.1038/s41477-022-01142-w