Point de vue général

De nombreux pots sur des étagères dans une banque de graines.
Une banque de semences de germoplasme de culture : L'analyse de la variation génétique dans les collections de germoplasme génère une valeur ajoutée pour les banques de gènes, faisant de cette recherche un bon investissement. De cette manière, les conservateurs de banques de gènes peuvent proposer des accessions spécifiques avec les caractéristiques souhaitées aux phytogénéticiens et aux sélectionneurs, qui peuvent ensuite sélectionner des matériaux adaptés à leurs objectifs et besoins. Photo : Pat Heslop-Harrison.

Au cours du XXe siècle, des banques de gènes nationales, régionales et internationales ont constitué d'importantes collections pour la plupart des cultures afin d'assurer la conservation des ressources phytogénétiques. Cependant, l'utilisation de cette dotation génétique des cultures reste limitée en raison du manque de recherche systématique pour fournir un cadre complet pour l'identification et l'introgression efficaces de la variation bénéfique à utiliser dans la sélection végétale. Cet objectif doit être atteint à la fois pour les caractères prioritaires permanents et pour les nouveaux caractères à valeur ajoutée. Il existe maintenant des possibilités de développer de nouvelles approches plus efficaces pour la sélection végétale en raison de l'émergence des technologies de génomique moléculaire et des progrès des systèmes informatiques. La puissance de la génomique moléculaire sera pleinement réalisée lorsqu'elle sera utilisée en combinaison avec la génétique quantitative classique pour intégrer et analyser de manière comparative les informations phénotypiques, généalogiques et génotypiques pour les traits importants. Lorsque nous enseignons la sélection végétale, nous devons donc mettre l'accent sur la recherche et la formation à l'utilisation de la diversité des cultures : conservation et caractérisation, ainsi que le développement de méthodes pour augmenter le rythme et la portée de l'impact des technologies intégrées aux semences. Cette formation nécessitera un large éventail de partenariats, ce qui facilitera la mobilisation de nouvelles ressources pour exploiter les connaissances émergentes.

Recherche

Le programme de recherche pour la formation pratique en sélection végétale devrait inclure de la biodiversité des cultures à la bioinformatique, en mettant l'accent sur l'analyse de la diversité génétique des cultures ainsi que sur le développement de stratégies pour la conservation et l'utilisation des ressources génétiques dans la sélection végétale, avec l'informatique de sélection comme un outil de soutien principal. Au cours du siècle dernier, l'évaluation des variations dans les collections des banques de gènes et la recherche sur l'élevage et la sélection ont conduit à une vaste accumulation de connaissances et de ressources génétiques. Par exemple, de nombreux programmes de sélection ont rassemblé de grandes quantités d'informations phénotypiques et généalogiques historiques sur leurs lignées de sélection et certains ont conservé des semences de ces lignées. Cependant, ces données phénotypiques, issues de nombreuses années d'essais multi-environnements, ont rarement été correctement conservées et intégrées aux données de génotype et de caractérisation du site. L'intégration de ressources d'information interdisciplinaires et d'une collection complète de ressources génétiques facilitera le développement d'un nouveau paradigme de sélection végétale fondée sur la connaissance dans lequel des régions génomiques définies seront la cible d'une manipulation spécifique par sélection végétale. Par conséquent, toutes les données disponibles, bien que parfois inégales, peuvent être utilisées pour la modélisation rétrospective pour former la base du développement d'outils de simulation pour optimiser la conception des systèmes d'élevage et de sélection des programmes d'élevage en cours. Les principaux piliers de l'enseignement des cours de sélection végétale devraient être :

Biodiversité des cultures : conservation, caractérisation et partage des connaissances

  • Développer des approches évolutives pour une conservation sûre et dynamique du patrimoine végétal mondial pour les générations futures grâce à une utilisation ultérieure dans la sélection végétale
  • Explorer des techniques améliorées pour la conservation des ressources phytogénétiques et l'évaluation de la diversité des cultures
  • Comprendre la riche diversité génétique des cultures dans le contexte de l'utilisation en amélioration génétique, comme base pour le développement de sélecteurs de base dynamiques
  • Modélisation de la diversité génétique des espèces de cultures agricoles et de leurs parents sauvages pour déterminer l'étendue de la variation, le regroupement du germoplasme pour l'échantillonnage et l'identification des zones potentielles pour une recherche plus approfondie

Variation génétique : accès ciblé et utilisation efficace

  • Exploiter la valeur inexploitée des ressources génétiques des cultures grâce à la découverte de traits spécifiques et stratégiquement importants requis pour les générations actuelles et futures de bénéficiaires cibles
  • L'analyse de la variation génétique (incluant la cartographie d'association pour la découverte de gènes et le reséquençage de gènes pour l'identification d'allèles) des caractères cibles dans les pools génétiques respectifs vise à faciliter leur utilisation ultérieure « intelligente » dans la sélection végétale.
  • Évaluer des méthodes innovantes d'amélioration génétique des cultures qui conduiront à la construction de « blocs de matériel génétique stratégique » grâce à l'utilisation de variations « exotiques » inutilisées
  • Trouver des biotechniques respectueuses de l'environnement qui facilitent la manipulation génétique des plantes
  • Détermination de l'utilisation optimale des données moléculaires, génétiques, phénotypiques et généalogiques pour « extraire » les collections de matériel génétique
  • Transformer les données en connaissances et en compétences en visualisant les résultats de la description complète du génome de la culture qui conduira à une meilleure compréhension des interactions gène × génotype × environnement, d'une grande utilité dans la sélection végétale
  • Simuler des approches de sélection axées sur les connaissances pour aider les programmes d'amélioration génétique à choisir les génotypes parentaux, les systèmes de sélection et les procédures de sélection les plus appropriés
  • Participer à l'amélioration des systèmes d'information sur les cultures et des plates-formes informatiques à travers un cadre holistique dans lequel orienter le développement de tels outils, en particulier pour assurer des interprétations biologiques globales

Éducation… et sensibilisation du public

Un groupe de personnes écoutant une conférence sur les cultures.
Sensibilisation et éducation : les étudiants doivent apprendre - par le biais de cours et de projets de recherche - à modéliser la diversité génétique des plantes cultivées agricoles et de leurs parents sauvages, à la fois pour la conservation in situ et ex situ, ainsi que pour l'utilisation durable des ressources génétiques dans l'amélioration des cultures. Ils doivent également acquérir des compétences pour plaider auprès du public et des décideurs politiques afin de faire progresser la science au profit de l'humanité. Photo : Pat Heslop-Harrison.

Nous avons de plus en plus besoin de professionnels dotés de compétences interdisciplinaires et holistiques pour faire progresser l'amélioration des cultures. L'enseignement d'une pensée systémique intégrée doit être dispensé aux niveaux licence et master. L'apprentissage en ligne (via des plateformes web) doit également être proposé comme outil de soutien et accessible aux étudiants, même éloignés, notamment grâce à des modules interactifs permettant d'accéder aux connaissances et d'auto-évaluer ses performances. De même, des supports de sensibilisation sont nécessaires pour informer et sensibiliser le grand public et les décideurs politiques aux impératifs de conservation et d'utilisation durable des ressources phytogénétiques par la sélection végétale. Ceci pourrait permettre de mobiliser des ressources pour des partenariats de recherche d'envergure nationale, continentale et internationale, impliquant les secteurs public et privé.

Vous pouvez en savoir plus sur les recherches du Département de sélection végétale et de biotechnologie à l'Université suédoise des sciences agricoles (en suédois).