Programme Aker : les génotypes sont dans le champ

Depuis 2012, le programme Aker déploie toute son énergie dans l’amélioration de la compétitivité de la betterave. Et de ce qui résulte du point d’étape qui avait lieu à la parcelle d’expérimentation de Curchy, dans la Somme, le 14 juin, les résultats devraient être à la hauteur des espérances d’ici 2020, date butoir du programme.
Le défi est pourtant de taille. Car avec 480 000 ha de betteraves sucrières plantés, 44 millions de tonnes de production, 18,8 t de sucre par hectare et 26 000 planteurs qui vivent en partie des 3,8 millions d’euros de chiffre d’affaires de cette filière, la France est bien le premier producteur mondial de sucre de betterave. Mais la concurrence est rude.
La première rivale, dont la longue tige de 3 à 5 mètres de hauteur, terminée par une panicule argentée dotée de fleurs, est nommée canne à sucre. Riches de cette graminée, le Brésil, l’Inde, la Chine et le Mexique prennent une part importante dans le marché du sucre. Les rendements de la betterave à sucre sont supérieurs à ceux de sa compétitrice, mais ses coûts de production sont plus élevés. Pourtant les onze organismes publics et privés* associés dans Aker en sont persuadés, «une croissance supérieure des rendements devrait permettre de baisser considérablement ces coûts et d’assurer à la betterave une plus grande compétitivité par rapport à la canne au niveau international. D’autant que la canne consomme quatre fois plus d’eau par quantité de sucre produit et par unité de temps».

Objectif rendement x 2
L’objectif des expériences : «doubler le rythme de croissance annuelle du rendement en sucre par hectare de la betterave, affirme Bruno Desprez, président du semencier du même nom et du comité de coordination Aker. La betterave va pouvoir reprendre de l’avance et se retrouver dans le peloton de tête des plantes cultivées aux côtés du maïs.» Rien que ça.
Aker part d’un constat. «D’une part, les rendements en sucre de la betterave ont déjà été multipliés par plus de vingt, passant à l’origine de la culture en 1811 d’une production de 750 kg/ha de sucre brut à 14 800 kg/ha de sucre blanc, moyenne française actuelle. D’autre part, l’amélioration des rendements durant les dix dernières années est déjà deux fois plus élevée que durant la décennie précédente», détaille Bruno Desprez.
Ce doublement du rythme de croissance annuelle du rendement en sucre/hectare est la conséquence d’un certain nombre de critères. Les quatre-vingt chercheurs du programme ont pour mission de décliner et de chiffrer d’ici 2020 la contribution de chacun d’eux dans ce résultat : la variabilité qui permettra de détecter de nouveaux gènes intéressants, la vitesse de sélection améliorée grâce à la sélection génomique, l’optimisation du phénotypage.
En ce qui concerne la variabilité, les scientifiques ont réalisé un exploit (ou presque). 10 000 ressources génétiques sont disponibles au niveau mondial dans les banques de gènes. Parmi celles-ci, ils ont détecté les 3 000 ressources génétiques qui permettent de sélectionner quinze plantes de référence qui met en évidence la totalité de la diversité génétique de la betterave.

L’année de vérité
Cette année est une étape clé : le programme de phénotypage au champ, sur 63 000 parcelles d’essais, consiste à évaluer les 3 000 génotypes sur la base de certains critères de sélection, comme le rendement en sucre/hectare, la dynamique de croissance, la montée à graine, les maladies foliaires et la conservation, sujet d’ampleur depuis la suppression des quotas et de l’allongement des durées de campagne betteravière.
*Inra direction scientifique «agriculture», Inra interactions plantes micro-organismes de Toulouse, Inra génomique et bio-informatique de Versailles, Inra physiologie moléculaire des semences d’Angers, Université d’Angers, Irstea Montpellier, Geves Angers, Agrocampus Ouest Rennes, Université de Lille, Institut technique de la betterave et le semencier Florimond Desprez.

Pas d’OGM chez Aker

Les cultures OGM sont bel et bien interdites en Europe. Phénotypage, génotypage…  Le programme Aker serait-il hors des clous ?
C’est en réalité tout l’inverse. «Il est précisément un programme alternatif par rapport aux OGM, assure Bruno Desprez. Il permet de travailler sur l’ensemble du génome de la betterave, et non sur de simples gènes d’autres espèces spécifiques, n’appartenant pas à la betterave, comme c’est le cas avec les OGM.»

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A force de recherches, et donc de besoins pour mener ces recherches, Aker a produit des connaissances, des outils, des méthodes nouvelles, et occasionne des transferts de technologie. Dans le domaine du phénotypage des semences et des plantules, l’Inra, l’Université d’Angers et le Geves ont développé des outils d’imagerie, dont la performance s’est largement améliorée depuis le début du programme : «La tomographie par rayons X permet de générer une image en 3D de la morphologie interne des semences à partir d’une grande série d’images radiographiques 2D prises autour d’un seul axe de rotation», commentent les acteurs du programme. Des traitements d’images sont ensuite appliqués afin d’étudier et de mesurer de manière très précise les différents caractères souhaités.
D’autres exemples peuvent être cités. L’IRM (Imagerie par résonance magnétique) permet, elle, de mesurer les lipides et leur répartition dans la semence et de suivre l’imbibition et la dynamique de pénétration de l’eau dans les différentes parties de la semence. Les bancs automatisés de germination Multicam consistent à faire germer des semences de betterave sur du buvard imbibé de manière à étudier la cinétique de germination et du début de croissance de la radicule à différentes températures et selon différents potentiels hydriques. Ou encore, le banc automatisé Eloncam consiste à utiliser une caméra sous lumière verte pour acquérir des images au cours de la croissance des plantules puis à analyser numériquement ces images pour observer et mesurer l’élongation de la plantule et de ses différents organes (radicule, hypocotyle, cotylédons) lors des premières phases de croissance suivant la germination.

Des outils d’imagerie
Dans le domaine du phénotypage de la racine et de la feuille, Irstea et l’ITB ont également développé des outils d’imagerie. «Concernant la racine, les chercheurs d’Irstea ont recommandé l’utilisation d’une sonde de contact (non invasive) qui permet de mesurer le taux de saccharose et la matière sèche dans les premiers millimètres de la racine au niveau du collet.» Après avoir déterminé les longueurs d’onde d’intérêt avec un spectroradiomètre de laboratoire, des outils plus compacts pour une utilisation au champ ont été testés. L’ITB confirme que la sonde racinaire miniaturisée SCIO donne satisfaction. Autre exemple, une ontologie de la betterave a été mise au point, pour recueillir les données du phénotypage. Il s’agit d’une part, de soumettre les données du phénotypage à venir dans le système AIS (Aker Information System) ; d’autre part, d’uniformiser et structurer les mots employés, et surtout les mesures effectuées pour chacun de ces mots. Cet outil de portée internationale, qui permet à tous de parler le même langage, est référencé sur le site de la Crop Ontology au niveau international sous l’intitulé CO 333 : www.cropontology.org
Enfin, des outils ont été spécialement conçus pour le phénotypage au champ des 3 000 génotypes. La petite fierté des équipes est l’arracheuse ABC, un bébé de 23 tonnes, 380 CV, équipé d’un réservoir de 5 000 l, d’une trémie de 5 t, avec lavage, pesage, et échantillonnage. Sa capacité d’arrachage est de 30 a 60 secondes par micro-parcelle. A. P.