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Il implique de disposer de variétés qui soient (i) diversifiées et adaptées au large éventail des conditions biotiques et pédoclimatiques rencontrées en France et en Europe, (ii) caractérisées pour permettre à l’utilisateur final d’opérer un choix optimal parmi le matériel disponible, au regard de ses objectifs et de ses contraintes techniques et environnementales. Pour ce faire, le groupe thématique « Innovations Variétales » participe depuis le début des années 2010 à développer des méthodes pour (i) définir les idéotypes variétaux susceptibles de répondre aux attentes des utilisateurs dans des contextes de production et d’utilisation variés, (ii) valoriser dans les réseaux d’essais variétaux les interactions génotype x environnement (IGE) et ainsi caractériser les variétés testées pour leurs réponses aux ressources et stress environnementaux, (iii) caractériser les ressources disponibles et les stress biotiques et abiotiques qui s’expriment dans les essais et les parcelles agricoles pour expliciter les IGE et positionner les variétés, (iv) préconiser les variétés sur la base de critères multiples intégrant les attentes des différents acteurs de la filière ainsi que le contexte de production et d’utilisation des variétés.

Ces points constituent les 4 axes de travail du groupe "innovations variétales" du GIS Grandes Cultures (idéotypes variétaux, caractérisation des environnements d’essais, analyse et prédiction des IGE et préconisation variétale) qui sont complémentaires. La caractérisation des environnements doit permettre de générer des covariables environnementales en entrée des modèles d’analyse des IGE et de définir le contexte environnemental pour les idéotypes futurs. L’analyse des IGE offre une caractérisation des variétés pour leur réponse aux stress biotiques et abiotiques qui intéresse la conception d’idéotypes. Enfin, la préconisation des variétés nécessite de connaitre l’environnement dans lequel la variété sera cultivée, la réponse des variétés à ces conditions environnementales ainsi que les caractéristiques variétales qui doivent permettre de répondre aux objectifs des différents acteurs dans un contexte de production et d’utilisation particulier.

Figure 1 : Articulation entre les axes de travail du groupe "innovations variétales"

Au travers d’actions spécifiques du GIS GC, de partenariats avec d’autres GIS (GIS Fruit et GIS BV – actuel PlantAlliance) et de projets financés par le CASDAR, le groupe de travail a ainsi produit différentes ressources pour :

• Concevoir et évaluer des idéotypes de plante : conception d’une démarche remobilisée dans plusieurs projets de recherche appliqués (PIA Breedwheat par exemple) ;
• Caractériser les environnements de culture et notamment des essais variétaux : caractérisation des sols et évaluation de leur réservoir utile par mesure et modélisation, caractérisation des stress hydriques et azotés à l’aide de modèles de culture, et modélisation de la variabilité expérimentale au sein des réseaux d’essais ;
• Modéliser les IGE qui s’expriment dans les réseaux d’essais variétaux : développement et test de méthodes statistiques variées (régression factorielle sur modèles mixtes, régression PLS, random forest) basées sur une caractérisation des principaux stress biotiques et abiotiques qui s’expriment dans les réseaux d’essais variétaux, développement de scripts pour leur exécution en routine chez les acteurs de l’évaluation variétale.

Devant l’accroissement de la variabilité interannuelle des conditions de culture et la difficulté induite de prévoir ces conditions d’une année sur l’autre, le groupe "innovations variétales" s’est intéressé à la question de la stabilité de production en élargissant son échelle d’analyse de la variété au portefeuille de variétés qu’un agriculteur peut cultiver sur son exploitation. La recherche de variétés stables et portefeuilles de variétés invite à réexplorer les IGE à la recherche de complémentarités variétales qui soient prédictibles et actionnables par la préconisation.

Enfin, le groupe "innovations variétales" étudie comment la transition agroécologique des systèmes agricoles réinterroge l’évaluation des variétés. Nous travaillons à identifier les services attendus des variétés en cours de sélection et les pratiques et systèmes de cultures cibles, à analyser l’adéquation des systèmes d’évaluation en place avec les attentes des acteurs pour une diversité d’espèces de grande culture et à imaginer collectivement des évolutions souhaitables.