INRAE et changement climatique : Quels seront les blés de demain ?

Le CRB : un pôle d’excellence au service des céréales

Créé en 2000, le Centre de Ressources Biologiques (CRB) Céréales à Paille est né de la volonté de regrouper à Clermont-Ferrand les collections de ressources génétiques avec l'expertise scientifique de l'unité GDEC (Génétique, Diversité et Écophysiologie des Céréales). Rattaché au centre INRAE Clermont-Auvergne-Rhône-Alpes, sur le site de Crouel, le CRB fait également partie du réseau français des CRB plantes et de l'infrastructure de recherche "Ressources Agronomiques pour la Recherche" (AgroBRC-RARe).

L'enjeu : retrouver les gènes de la résilience

Le CRB se situe au cœur de la chaîne de recherche, de la génomique jusqu'à la sélection variétale. Ses missions principales sont de :

• décrire et évaluer les collections pour identifier des caractéristiques d’intérêt,
• gérer et diffuser l’information scientifique et technique liée à ces ressources,
• coordonner le réseau national d’évaluation (13 partenaires), qui observe chaque année une centaine d’accessions sur des critères tels que la hauteur, la résistance aux maladies ou la précocité.

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Un acteur ouvert sur la société

Avec plus de 100 commandes par an, le CRB distribue en moyenne 4 400 lots de semences (principalement du blé et de l’orge). Ses utilisateurs sont variés :

• professionnels : sélectionneurs (comme Limagrain), instituts de recherche, universités.
• publics : conservatoires, jardins botaniques, agriculteurs, associations et particuliers.
• conditions : la mise à disposition est gratuite (bien que le coût de gestion soit estimé à 20 € par accession), mais limitée à de petites quantités (100 grains/accession).

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27 000 entités génétiques uniques rien qu’à Clermont Ferrand !

Une accession est définie comme une entité génétique unique, reçue à un temps donné d'une origine donnée. Un peu plus de 27 500 accessions, composées de ressources génétiques patrimoniale (variétés de pays, lignées de sélection, lignées élites et variétés inscrites) sont maintenues sur le site de Clermont-Ferrand. Chaque accession est conservée dans un sachet (une centaine de grains) maintenu en chambre froide.

L'ensemble de ces ressources constitue un réservoir précieux autant pour des approches fondamentales de génomique que pour des applications plus finalisées de sélection.

La diversité des collections

Le CRB conserve différentes espèces :

• blé tendre (Triticum aestivum) et blé dur (Triticum durum).
• orge, triticale, avoine, seigle et des espèces sauvages comme l'aegilops. Ces ressources sont dites "patrimoniales" (variétés de pays), "élites" ou "inscrites" (variétés modernes).

Deux modes de conservation stratégiques

Pour assurer la survie de ce patrimoine, le CRB dispose d'équipements de pointe (chambres de dessiccation, humidimètres, chambres de germination) et deux types de stockage :

1. collection active (+4°C / 30% d'hygrométrie) : stockage de moyenne durée (15-18 ans) pour la distribution et l'évaluation.
2. collection de base (-20°C) : stockage de longue durée dans des congélateurs « No Frost », servant de double de sécurité.

Le CRB multiplie tous les ans, en pépinière entre 1800 et 2000 accessions en raison de stocks trop anciens, de facultés germinatives faibles, de nouvelles introductions ou des stocks trop faibles.

L'enjeu des croisements : créer le blé de demain

Pourquoi conserver des blés d'il y a 10 000 ans ? L'objectif est de répondre aux deux défis majeurs de l'agriculture : le changement climatique et la transition agroécologique.

« Les travaux de cette unité portent sur le développement des variétés de blé de demain, c'est à dire adaptées au changement climatique et à la transition agroécologique : développer des variétés qui vont pouvoir produire dans des conditions d'aléas climatiques que l'on observe d'ores et déjà. » Jérôme Salse, directeur de l'UMR GDEC.

« Il y a 10 000 ans, au Moyen-Orient, l’Homme sélectionne des individus qui ont la capacité de garder le grain sur l’épi »

Exposés les uns à côté des autres, le chercheur Jérôme Salse a présenté des épis d’espèces sauvages de blé. Ces ancêtres du blé actuel, nous explique t-il, ont été sélectionnés par l’homme afin de minimiser la chute du grain de l’épi. Ce faisant, il a réduit la diversité génétique naturelle. Aujourd'hui, les variétés "modernes", optimisées pour des rendements de 100 quintaux avec engrais et pesticides, atteignent leurs limites face aux sécheresses et aux maladies.

Face à de fortes perturbations climatiques annoncées, « il y a de fortes chances que le patrimoine génétique des variétés modernes de blé ne répondent pas de manière idéale à ces enjeux de rendements de 100 quintaux ». 

L’introgression : des croisements génétiques pour des épis de blé résistants au changement climatique

C’est pourquoi la recherche commence à essayer d'introduire certaines propriétés par croisements : c'est ce qu'on appelle des introgressions. Il y a donc tout un travail de recherche sur la génétique, les voies métaboliques, les propriétés, la physiologie pour essayer d'orienter les meilleurs choix. 

La première étape pour atteindre ces résultats est de caractériser le patrimoine génétique de ces 27 000 accessions avec des outils qui caractérisent l'ADN, le patrimoine génétique et à partir de l'identification de ce patrimoine génétique, de simuler les meilleurs croisements à réaliser parmi ces accessions :  

• projet BreedWheat : 4 600 accessions ont été caractérisées génétiquement pour identifier les meilleures propriétés d'adaptation.
• objectif : développer des variétés capables de produire dans des conditions d'aléas climatiques tout en réduisant drastiquement les intrants (fongicides, pesticides).

« Parce que développer ou sélectionner les variétés de demain adaptées au changement climatique, à la transition agroécologique, nous impose aujourd'hui d'aller retrouver dans une diversité ancienne qui n'a pas été exploitée ou sous exploitée lors de la sélection moderne, de nouvelles propriétés d'adaptation à ces contraintes climatiques notamment ». 

Jérome Salse, directeur de l'UMR GDEC

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De la graine millénaire conservée à -20°C aux champs de demain sans pesticides, le CRB Céréales à Paille est le moteur de la transition agroécologique. Les scientifiques de l'unité GDEC pourraient transformer un patrimoine historique en une arme redoutable face au changement climatique.