Recherches d’AAC montrant l’importance de la sélection diploïde

Les pommes de terre diploïdes sont rapidement devenues la pomme de terre à privilégier pour sélectionner de nouvelles variétés commerciales de pommes de terre. Les pommes de terre diploïdes sauvages ont 2 exemplaires de chaque chromosome dans leur ADN, contrairement aux pommes de terre tétraploïdes traditionnelles, comme la Russet Burbank, qui en ont 4 exemplaires. La présence d’un moins grand nombre de chromosomes facilite le travail des sélectionneurs en génétique diploïde. Les pommes de terre diploïdes, dont la domestication a eu lieu dans les Andes d’Amérique du Sud, sont souvent un peu plus petites que leurs cousines tétraploïdes. Les généticiens et les sélectionneurs tirent profit de leur potentiel génétique inexploité pour mettre au point de nouvelles variétés de pommes de terre diploïdes à l’intention des agriculteurs.

M. Bourlaye Fofana, chercheur à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), est à l’avant-garde des efforts déployés aux premiers stades de l’amélioration génétique visant à sélectionner les pommes de terre diploïdes. Après avoir réussi à repérer des gènes résistants à la sécheresse et à la maturation précoce dans les pommes de terre diploïdes, il s’est attaqué à son deuxième objectif : la gale commune. La gale commune est une maladie répandue qui peut entraîner d’importantes pertes économiques pour les producteurs canadiens. La perte de profits causée par la maladie survient lorsqu’une proportion de plus de 5 % des pommes de terre est touchée par la gale commune, elle devient inesthétique et ne peut donc pas être vendue sur le marché des légumes frais. De plus, les lésions rendent les pommes de terre difficiles à peler, ce qui entraîne un gaspillage et une perte de profits dans le marché des croustilles et des frites. Les variétés courantes de pommes de terre résistantes à la gale commune sont rares, c’est pourquoi il est essentiel pour l’industrie de mettre au point des variétés de pommes de terre résistantes.

Comparaison des caractéristiques de la gale commune

M. Fofana étudie la gale commune depuis de nombreuses années au Centre de recherche et de développement d’AAC à Charlottetown, à l’Île-du-Prince-Édouard. Pas plus tard qu’en 2021, il a comparé les gènes de variétés de pommes de terre tétraploïdes : Green Mountain (plus susceptible à la gale commune) et Hindenburg (présente moins de signes de la gale commune). Ces recherches ont permis de découvrir des gènes pouvant être responsables de la résistance à la gale commune. Il souhaite dorénavant trouver ces gènes dans les pommes de terre diploïdes.

« Il y a une diversité génétique naturelle plus grande chez les pommes de terre diploïdes sauvages qui n’existe pas chez les pommes de terre tétraploïdes, et c’est ce qui les rend intéressantes pour l’amélioration génétique. Premièrement, nous avons créé une plus grande diversité, outre leur diversité naturelle, en induisant des changements de leur bagage génétique. Ces changements sont toutefois aléatoires, et nous ne pourrons avoir un aperçu général de la situation tant que nous ne ferons pas de recherches approfondies. »

- M. Bourlaye Fofana, Ph. D., chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Pour trouver la résistance à la gale commune dans les pommes de terre diploïdes, M. Fofana a puisé dans sa vaste collection de matériel génétique diploïde utilisée en recherche et à des fins de conservation, soit dans des graines, des plantes ou des parties végétales utilisées dans l’amélioration des cultures. Les graines ont été plantées à la ferme expérimentale d’AAC à Harrington et une fois récoltées, ont été évaluées pour établir diverses caractéristiques de la résistance à la gale commune, par exemple le pourcentage de la surface de la pomme de terre couverte par la gale commune, la gravité de la gale commune (nombre et profondeur des lésions sur la peau de la pomme de terre) et la fréquence de la gale commune (combien de pommes de terre récoltées présentent des lésions). Les clones de pommes de terre diploïdes qui possèdent le moins grand nombre de ces 3 caractéristiques sont de bons candidats pour passer à l’étape suivante du processus de sélection.

Resserrer le nombre de variétés

M. Fofana, des chercheurs d’AAC de l’île du Prince-Édouard et de la Nouvelle-Écosse ainsi que Braulio Soto-Cerda, un ancien étudiant d’ACC, maintenant à la Universidad Católica de Temuco in Chile, ont évalué 384 clones de pommes de terre diploïdes pour rechercher des caractéristiques de résistance à la gale commune. L’équipe a trouvé des marqueurs génétiques de la résistance à la gale commune sur les chromosomes diploïdes. Sur les 384 clones diploïdes, le groupe a décelé 61 clones tolérants ou résistants à la gale commune qui ont des gènes qui favorisent la défense et la protection des plants de pommes de terre contre la maladie. Ces 61 variétés seront maintenant évaluées en fonction de leur rendement et de leur qualité autant dans de grandes parcelles commerciales qui comptent un plus grand nombre de plants (minimum de 25) que dans les parcelles utilisées en recherche (maximum de 6 plants).

« Les parcelles commerciales se comparent plus aux champs d’un agriculteur commercial. Nous souhaitons voir comment la résistance commune à la gale des variétés diploïdes qui apparaît dans les parcelles expérimentales se manifeste dans les parcelles commerciales. Cela nous rapproche davantage de la commercialisation des variétés de pommes de terre diploïdes. »

- M. Bourlaye Fofana, Ph. D., chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Jusqu’à présent, les recherches de M. Fofana constituent une première étape importante. Il montre qu’on peut mettre au point des variétés ayant une résistance à la gale commune, et que les marqueurs, les séquences de gènes et les 61 clones sélectionnés sont des ressources clés que les sélectionneurs peuvent utiliser pour rendre les futures variétés de pommes de terre plus résilientes aux changements climatiques.

Principales découvertes et principaux avantages

• Les pommes de terre diploïdes sauvages ont 2 exemplaires de chaque chromosome dans leur ADN (génome), contrairement aux pommes de terre tétraploïdes traditionnelles, comme la Russet Burbank, qui en a 4 exemplaires. La présence d’un moins grand nombre de chromosomes facilite le travail des généticiens et des sélectionneurs, qui exploitent leur potentiel génétique pour mettre au point de nouvelles variétés de pommes de terre diploïdes pour les agriculteurs.
• M. Fofana, des chercheurs d’AAC de l’île du Prince-Édouard et de la Nouvelle-Écosse ainsi que Braulio Soto-Cerda, un ancien étudiant d’ACC, maintenant à la Universidad Católica de Temuco in Chile, ont évalué 384 clones de pommes de terre diploïdes pour rechercher des caractéristiques de résistance à la gale commune.
• Sur les 384 clones diploïdes, le groupe a trouvé 61 clones qui sont tolérants ou résistants à la gale commune, selon le pourcentage de la surface de la pomme de terre couverte par la gale commune, la gravité de la gale commune et la fréquence de cette dernière.
• Ces 61 variétés seront maintenant évaluées en fonction de leur rendement et de leur qualité dans de grande parcelles commerciales pour que l’on constate comment elles se comportent dans un milieu apparenté à une exploitation agricole.

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Renseignements connexes

• Profil d’AAC – Bourlaye Fofana, Ph. D.
• Centre de recherche et de développement de Charlottetown