Quand la génomique sort sa boule de cristal

Gagner des années en termes de sélection variétale : le rêve de la biotechnologie végétale est à portée de main grâce à la sélection pan génomique. Cette nouvelle approche permet aujourd’hui de générer un très grand nombre de marqueurs moléculaires à des coûts de plus en plus bas.
Les premières recherches se sont surtout développées chez les animaux. Et les récentes analyses et mises en œuvre sont très prometteuses : la méthode est deux fois plus rapide et les coûts réduits de plus de 90 %. Une révolution ! Chez les plantes, l’approche est encore limitée à des espèces modèles très en pointe dans le cadre de l’amélioration génétique et surtout basées sur des scénarios issus de simulation. Elle reste peu développée d’un point de vue expérimental dans le cadre de populations réelles au sein de schémas d’amélioration.

C’est dans cette voie de recherche que le Cirad s’engage aujourd’hui avec le projet Sepang pour « Sélection pan génomique », qui a officiellement démarré en juillet 2011. Le projet couvre donc un large éventail d'espèces de plantes tropicales (eucalyptus, palmier, riz, café, cacao) avec différentes caractéristiques biologiques (annuelles, vivaces, à pollinisation croisée, autogames, etc.). Les objectifs d'amélioration sont multiples - résistance aux ravageurs, biomasse, rendement en grain, qualité, etc. - et concernent différents types de programmes d'amélioration - sélection récurrente, la sélection récurrente réciproque pour la production d'hybrides, etc.

Il consistera à :

• mettre au point de nouveaux modèles ou améliorer des modèles statistiques existants ;
• développer des outils de simulations pour prédire l’impact des différentes méthodes au cours des générations d’amélioration selon différents scénarios ;
• optimiser la sélection assistée par marqueurs en identifiant les paramètres des processus d’amélioration les plus pertinents (dispositifs, marquage, taille des populations, etc.) ;
• évaluer et comparer les performances de plusieurs méthodes par approche expérimentale (sélection pan-génomique, sélection phénotypique, pyramidage QTL, par génétique d’association, etc.).

Le projet rassemble les compétences d’une trentaine de chercheurs issus des unités de recherche du Cirad et un nombre équivalent de ses partenaires en République du Congo (CRDPI), en Indonésie (Socfindo), en Colombie (CIAT), au Mexique (Inifap, Lagebio/Cinvesta, AMSA), à la Réunion (eRcane) et en Côte d’Ivoire (CNRA).

Il se déroule sur trois ans et sa mise en œuvre s’appuie fortement sur l’organisation d’ateliers de partage et de travail en commun sur le plan méthodologique. Le premier atelier aura lieu à Montpellier du 28 novembre au 2 décembre 2011 et concernera les modèles mixtes en amélioration des plantes.

Références

Denis M., Bouvet J.-M., 2011. Genomic selection in tree breeding: testing accuracy of prediction models including dominance effect. IUFRO Tree Biotechnology Conference 2011 "From genomes do integration and delivery" 26 June - 02 July Arraial D´Ajuda - Bahia – Brazil. BMC proceeding, 5 (Suppl 7) on September 13, 2011.

Aaron J. Lorenz, Shiaoman Chao, Franco G. Asoro, Elliot L. Heffner, Takeshi Hayashi, Hiroyoshi Iwata, Kevin P. Smith, Mark E. Sorrells, and Jean-Luc Jannink., 2011. Genomic Selection in Plant Breeding: Knowledge and Prospects Advances in Agronomy, Vol. 110, 2011 Elsevier Inc.