AAC a trouvé la recette parfaite pour créer des variétés de blé : une combinaison de technologie, de collaboration et d’étude d’anciennes lignées de blé

L'humain a appris à faire du pain il y a des milliers d'années; d'abord on moud du blé pour en faire de la farine, puis on mélange cette farine avec d'autres ingrédients que l'on pétrit avant de faire cuire la pâte obtenue. Le pain se décline sous diverses formes, textures et dimensions telles que le pain naan, le pain focaccia, le pain au levain et le pain blanc classique. Et tout comme les diverses formes de pain, les variétés actuelles de blé sont le produit d'une longue histoire de développement.

Au Canada, l'histoire du blé peut être retracée jusqu'en 1842, l'année où David Fife a semé des grains de blé Red Fife (nommé en son honneur) dans son champ en Ontario. Le blé Red Fife était bien adapté au climat rigoureux du Canada et, dans les années 1860, il était cultivé dans tout le pays. Le Red Fife est la première des anciennes lignées canadiennes de blé panifiable à avoir été mise au point par des scientifiques d'Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) au cours des 175 dernières années. Des fermes expérimentales fédérales actives de la fin des années 1800 et du début des années 1900 aux Centres de recherche et de développement d'AAC d'aujourd'hui, les objectifs de sélection du blé restent les mêmes : sélectionner les variétés de blé les plus profitables pour les producteurs canadiens, qu'elles soient destinées à la fabrication de pain, de confiserie ou de pâtes alimentaires.

Toutefois, les méthodes de sélection ont beaucoup évolué depuis un siècle. Et ce n'est pas seulement parce que les scientifiques n'ont plus à mâcher des échantillons de grain de blé pour en trouver les qualités de gluten recherchées! La sélection se fait maintenant au niveau génétique et les sélectionneurs se servent de modèles prédictifs et d'autres moyens efficaces pour accélérer le processus. Les chercheurs Raju Soolanayakanahally et Santosh Kumar sont des exemples de la manière dont une combinaison de collaboration, de technologie et d'étude d'anciennes lignées de blé forme les ingrédients d'une recette parfaite pour sélectionner les variétés de blé au 21e siècle.

Revisiter le passé

Raju Soolanayakanahally est chercheur au Centre de recherche et de développement de Saskatoon. Il étudie la physiologie végétale, c'est-à-dire le comportement et le fonctionnement des plantes dans un environnement donné. Ces trois dernières années, Soolanayakanahally et son équipe ont revisité des lignées de blé héritées du passé en se servant de variétés anciennes pour étudier les défis posés par le changement climatique qui menacent la culture du blé telle que pratiquée actuellement. Les recherches de cette équipe portent sur la capacité du blé à utiliser efficacement l'eau et à s'adapter à l'augmentation des températures et de la fréquence des sécheresses pour s'assurer que le blé demeure une culture importante au Canada.

Pour ce faire, l'équipe du chercheur Soolanayakanahally a rassemblé des ressources de différents programmes de sélection et a semé 30 anciennes variétés de blé sélectionnées dans divers types de sol des Prairies pour évaluer comment leurs traits génétiques se comportent dans différentes conditions. Ce fut l'occasion d'évaluer, rang par rang, des souches de blé de différentes époques et de cerner des variétés qui présentent des traits de résilience climatique à une microéchelle. L'équipe a mesuré la taille, la densité et la longueur des pores des stomates afin d'évaluer les caractéristiques des stomates qui pourraient être exploitées pour améliorer l'efficacité d'utilisation de l'eau chez le blé.

La technologie d'aujourd'hui facilite la prise de mesures et la collecte de données pour déterminer les stades de croissance relatifs des différentes variétés de blé. Pour recueillir et interpréter des données, l'équipe s'est servie d'un drone muni de divers capteurs qui capture des images thermiques et lit les signes vitaux des plantes.

Le produit final

Raju Soolanayakanahally, Ph. D., collabore avec les sélectionneurs de blé d'AAC dans les Prairies, dont Santosh Kumar, Ph. D., du Centre de recherche et de développement de Brandon. À titre de sélectionneur de blé, Kumar concentre ses efforts à obtenir un produit final qui possède les qualités recherchées, et s'emploie donc à sélectionner les variétés de blé les plus avantageuses et profitables pour les producteurs. Les recherches de Kumar visent actuellement à améliorer la résistance aux maladies (en particulier la fusariose, une grave maladie fongique), le rendement des variétés à maturation précoce et la tolérance à la chaleur. Les anciennes variétés de blé sont une ressource précieuse pour Kumar, car les producteurs les ont longtemps semées et leurs qualités ont donc été éprouvées. Alors par une simple modification génomique, on pourrait ressusciter une ancienne lignée de blé et y insérer des traits utiles pour la rendre résiliente aux conditions changeantes d'aujourd'hui. Par exemple, Kumar, en collaboration avec d'autres sélectionneurs de blé canadiens, a utilisé récemment une lignée qui avait été mise au point plusieurs décennies passées pour trouver des facteurs qui améliorent la dormance (hivernation des plantes) et empêchent les plants de blé de germer sur pied avant la récolte. Aussi, lorsque le chercheur Soolanayakanahally a contacté Kumar pour lui parler de son projet d'étudier des variétés anciennes de blé, Kumar s'est montré enthousiaste à l'idée de collaborer.

Dans le cadre de ce projet, Kumar et le groupe de sélectionneurs de blé des prairies ont aidé Soolanayakanahally à identifier les variétés les plus populaires et les renseignements qui seraient les plus utiles pour le programme de sélection du blé. Les immenses données collectées dans le cadre du projet de Soolanayakanahally serviront à soutenir la mise au point de futures lignées de blé qui seront résilientes au changement climatique et plus efficaces à utiliser l'eau. En étudiant l'histoire du développement des lignées de blé, les sélectionneurs comme Kumar peuvent retrouver des facteurs génétiques rares qui sont devenus moins fréquents dans la recherche génétique actuelle en raison des efforts de sélection très ciblés qui ont été déployés au cours du siècle dernier. Les informations glanées dans le cadre de cette étude seront également mises à la disposition d'autres chercheurs aux fins de futures études.

« Au cours du siècle dernier, les sélectionneurs de blé d'AAC ont adapté les variétés de blé aux environnements et aux maladies problématiques de l'époque. Nous continuons à mettre à contribution d'anciennes lignées de blé développées par AAC pour intervenir face aux menaces posées par le changement climatique sur la culture du blé, et trouvons de nouvelles façons d'exploiter les richesses génétiques du passé pour sécuriser notre approvisionnement alimentaire. »

- Raju Soolanayakanahall, Ph. D. et Santosh Kumar, Ph. D., chercheurs scientifiques à Agriculture et Agroalimentaire Canada

La culture du blé compte parmi les grandes préoccupations en matière de résilience climatique, car cette denrée de base est importante pour la sécurité alimentaire mondiale. Cela fait plus d'un siècle que les consommateurs mangent du pain de blé fabriqué à partir de variétés de blé mises au point par des sélectionneurs d'AAC qui ont su adapter cette céréale aux défis de leur époque. Les scientifiques d'AAC ont mis au point des variétés de blé en vue de répondre aux menaces du moment, qu'il s'agisse de maladies, de climat ou d'autres défis. Les chercheurs Soolanayakanahally et Kumar poursuivent les travaux classiques de sélection de blés canadiens et identifient des traits de résilience au climat qui seront profitables aux producteurs d'aujourd'hui et de demain.

Principaux points à retenir

• Le blé est une denrée de base importante pour assurer la sécurité alimentaire mondiale, mais sa culture est menacée par l'augmentation des températures et de la fréquence des sécheresses causée par le changement climatique.
• Le groupe des anciennes lignées canadiennes de blé panifiable est formé de lignées qui ont été sélectionnées par les scientifiques d'Agriculture et Agroalimentaire Canada au cours des 175 dernières années.
• Trente variétés anciennes de blé ont été semées dans divers types de sol des Prairies pour en évaluer les caractéristiques génétiques à l'aide de notions classiques de physiologie végétale et d'images captées par un drone.
• L'étude des anciennes lignées de blé permet aux sélectionneurs d'AAC de retrouver des facteurs génétiques rares afin de mettre au point de nouvelles variétés qui seront résilientes au changement climatique et plus efficaces à utiliser l'eau.

Galerie de photos

Renseignements connexes

• Santosh Kumar — Répertoire des scientifiques et des professionnels (science.gc.ca)
• Centre de recherche et de développement de Brandon — Répertoire des scientifiques et des professionnels (science.gc.ca)
• Centre de recherche et de développement de Saskatoon — Répertoire des scientifiques et des professionnels (science.gc.ca)