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Les généticiens au service des mélanges variétaux de blé

Les chercheurs de l’Inrae tentent de percer les mystères génétiques des bénéfices apportés par les mélanges variétaux.

Cela fait longtemps que les écologues constatent que dans les milieux naturels, les zones diversifiées accueillant des mélanges de plantes sont plus productives et plus résistantes aux perturbations (sécheresses, ravageurs, excès d’eau…) que les zones plus homogènes. Aussi, l’agronomie travaille depuis quelques années déjà à exploiter ces bénéfices de la diversité, notamment par l’utilisation croissante des mélanges variétaux.

Ces mélanges variétaux s’avèrent à la fois plus productifs et plus résistants aux maladies que les cultures monovariétales, et s’imposent de ce fait progressivement. Pour le blé, par exemple, alors que 1 % des surfaces étaient semées en mélange en 2007, elles ont atteint 12 % en 2019 ! 

Le bénéfice des mélanges ne fait plus de doute : une étude de 2017 nommée Wheatamix a par exemple documenté, en testant 160 mélanges variétaux de blé, que ces mélanges étaient supérieurs à la moyenne des variétés pures dans 70 % des cas, qu’ils se comportaient mieux les années difficiles, et qu’ils étaient supérieurs dans 90 % des cas à la variété pariée par l’agriculteur ! Cependant, la science des mélanges variétaux (qui a désormais un nom : la « mixologie » !) en est encore à ses balbutiements.

Un bénéfice variable selon les combinaisons qui reste inexpliqué

Il reste que le bénéfice de mélanger s’avère modeste. Une étude de l’INRAE parue en janvier 2022 l’évalue à 4 % en moyenne sur le rendement (en revanche, ce bénéfice est plus important pour la résistance aux maladies : en moyenne de 17 % pour la septoriose, l’une des maladies les plus préoccupantes du blé).

Surtout, ce bénéfice est très variable selon les combinaisons semées : certaines produisent une amélioration du rendement spectaculaire, tandis que d’autres n’ont presque pas d’effet, ou même un effet délétère dans une minorité de cas.

Les chercheurs peinent à expliquer ces écarts. En se basant sur l’idée que le bénéfice provient sans doute d’un meilleur partage des ressources par les deux variétés, les agronomes se sont jusqu’à présent surtout penchés sur leurs phénotypes, autrement dit leurs propriétés visibles, plutôt que sur leurs gènes. Ainsi ils ont tenté de combiner des variétés à enracinement profond avec d’autres à enracinement superficiel, ou bien ont joué sur les dates de floraison, par exemple, sans obtenir d’avancées spectaculaires.

Regarder les gènes plutôt que les phénotypes

Dans leur récente étude, les chercheurs de l’INRAE (qui ont étudié les performances de 200 combinaisons de blé différentes !) ont adopté une nouvelle approche : celle de regarder les gènes plutôt que les phénotypes. Et ils se sont aperçus que si la diversité génétique était dans l’ensemble favorable, il existait pourtant une zone de l’ADN (un locus, comme disent les généticiens) où la diversité se montrait délétère, aussi bien pour le rendement que pour la résistance à la maladie : des gènes trop différents à cet endroit particulier détérioraient les performances de la culture.

D’après l’INRAE, c’est la première fois qu’une telle propriété est observée et son locus identifié. Ce résultat pourrait marquer un progrès significatif de la « mixologie », en permettant une pré-selection génétique des mélanges à tester. La modélisation des performances des mélanges par ordinateur est d’ailleurs un domaine de recherche actif dans lequel l’INRAE est également engagé.

Il est du reste possible d’aller encore plus loin dans l’utilisation agronomique de la diversité. D’autres programmes de recherche examinent le potentiel des mélanges d’espèces différentes (par exemple une céréale et une oléagineuse), même si de tels mélanges posent souvent des problèmes de récolte. Et puis il y a bien sûr l’agroforesterie, qui pratique le mélange de cultures et d’arbres. Autant de pistes pour tenter d’amener dans les champs l’extraordinaire productivité de la nature.