# Bilan et perspective du groupe "Espèces Fruitières"

Yves Lespinasse

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Yves Lespinasse. Bilan et perspective du groupe "Espèces Fruitières". Annexe au Rapport. 2003. hal-02827548

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Submitted on 7 Jun 2020

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INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE

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ANNEXES AU RAPPORT D'ACTIVITES (2000-2003)

DU DEPARTEMENT

GENETIQUE ET AMELIORATION DES PLANTES

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INRA
# Bilan et perspectives du groupe « Espèces Fruitières »

## Yves Lespinasse

### Introduction

Les recherches menées au DGAP sur les espèces fruitières concernent d'une part des variétés-greffons (abricotier, pêcher, pommier, poirier, cerisier, fraisier, noyer, olivier, châtaignier, agrumes- avec le CIRAD-) et d'autre part, les porte-greffe de *Prunus*, châtaignier, noyer et poirier. L'objectif prioritaire des travaux est l'amélioration de ces espèces pour la résistance aux pathogènes, dans le contexte d'une agriculture plus économe en intrants et fournissant des produits de qualité.

Plusieurs pôles « ressources génétiques » sont d'ores et déjà constitués : Angers pour pommier et poirier, Bordeaux pour fruits secs et pour *Prunus* en relation avec Avignon, San Giuliano (Corse) pour les agrumes. Les centres de ressources génétiques (CRG) *Prunus*, *Malus-Pyrus*, Agrumes devraient être accrédités centre de ressources biologiques (CRB). Les ressources génétiques de *Ribes*, kiwi, noisetier ont été tranférées.

De nombreux programmes sont entrepris sur la résistance aux bioagresseurs et sur la qualité des fruits (*Prunus*, *Fragaria*, *Malus* et *Pyrus*). Des programmes complémentaires sont menés sur le fonctionnement des arbres fruitiers et la génétique moléculaire de l'architecture (pommier, abricotier et olivier). Ces différents projets font appel à la génomique, développée prioritairement sur les *Prunus* et les *Malus*. Les propriétés de synténie des génomes, d'abord limités au sein du genre *Prunus*, devraient être plus largement étendus au sein des Rosacées fruitières (*Fragaria*, *Malus* et *Pyrus*) voire ornementales (*Rosa*)

Avec près de 150 ETP, dont 33 ETP scientifiques, le groupe fruit rassemble 16% de l'effectif global du département. Cet effectif est resté globalement stable au cours du quadriennal, avec des situations contrastées suivant les unités. Les nouveaux recrutements ont permis de conforter les pôles génomiques et ressources génétiques d'Angers et de Bordeaux. Les UE ont aussi stabilisé leurs effectifs, ce qui leur a permis de maintenir leurs missions traditionnelles telles que l'expérimentation variétale et la Production Fruitière Intégrée ; en ce qui concerne les nouvelles missions telles que l'accueil des CRB, une réflexion devra être engagée dès 2004.

Un gros effort a été entrepris pour dégager des ressources contractuelles. Soixante quatorze contrats ont été recensés impliquant principalement l'Union européenne, les collectivités territoriales, les ministères de la Recherche et de l'Agriculture, les privés (fédérés et PME-PMI essentiellement) - au total, 1 570 K€.

L'animation scientifique se fait au moyen de groupes transversaux associant régulièrement des chercheurs extérieurs au DGAP : ressources génétiques, architecture de l'arbre, qualité des fruits, analyse génomique de la résistance durable, synténie des Rosacées, mission et gestion des UE. Ces groupes permettent un travail en synergie entre unités et espèces ; les réunions de l'ensemble des chercheurs en novembre 2000 et novembre 2003 ont permis de faire le point quant aux avancées et aux difficultés rencontrées. Deux colloques internationaux ont été organisés au cours des 4 dernières années : le colloque ISHS « Abricotier » organisé par Avignon en septembre 2001 et le colloque EUCARPIA « Amélioration des Espèces Fruitières » organisé par Angers en Septembre 2003.

Une grande importance a été accordée à la gestion de l'interface avec l'institut technique Ctifl, avec la tenue d'un colloque INRA/Ctifl sur les apports de la biologie moléculaire (mai 2002) et l'implication de chercheurs INRA, responsables de l'innovation variétale, dans la Charte de l'expérimentation variétale placée sous la responsabilité du Ctifl. Enfin, ces mêmes chercheurs sont experts DHS pour l'octroi des COV et pour l'inscription au catalogue ; ils sont en relation directe avec Agri-Obtentions et avec CEP- Innovation, éditeur de nos variétés.

### Résultats majeurs

*CT1 : Préserver, analyser et gérer la biodiversité des espèces d'intérêt agronomique et celles de leur apparentées*

Les Centres de Ressources Génétiques (CRG) *Prunus*, *Malus-Pyrus*, Agrumes sont reconnus dans le dispositif national. Les bases de données qui ont été développées permettent de gérer les données passeport et celles relatives à la caractérisation phénotypique et moléculaire. La structuration de ces CRG se fait en concertation étroite avec les organismes internationaux (IPGRI, FAO) et les programmes européens (EPGRIS, ECP-GR).
# Rappel des chiffres clés du groupe « fruits »

## Répartition des équipes et thèmes travaillés par le groupe

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## Personnel

<table><thead><tr><td></td><td>Scientifiques</td><td>Part dans l'effectif DGAP</td><td>Techniciens</td><td>Part dans l'effectif DGAP</td></tr></thead><tbody><tr><td>Bilan au 01/01/2000</td><td>33</td><td>13,3%</td><td>114,4</td><td>16,7%</td></tr><tr><td>Bilan au 31/12/2003</td><td>34,2</td><td>13,4%</td><td>114,2</td><td>16,8%</td></tr></tbody></table>

Ressources contractuelles : 1 570 K€

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# CT2 Connaitre les génomes et leurs fonctionnalités pour explorer et valoriser leurs potentialités génétiques

Une carte synténique *Prunus* saturée avec des marqueurs de tous types a été établie ; elle permet de localiser des gènes de pêcher, amandier, abricotier (programmes européens *Aprimed* et *Abrigen*), prunier et cerisier. La cartographie des gènes de résistance aux nématodes (projet européen *Némaprunus*) permet d'initier un schéma de sélection assistée par marqueurs pour les porte-greffe de *Prunus*, afin de cumuler le gène Ma issu du prunier Myrobolan et les gènes de résistance du pêcher Nemared dans une optique de durabilité ; le BAC contenant le gène Ma a été séquencé (collaboration avec SPE).

La résistance à la sharka est en cours de caractérisation chez le prunier, le pêcher et l'abricotier par recherche de marqueurs moléculaires, cartographie génétique, identification et clonage de gènes-candidats ; des résistances par hypersensibilité, monogéniques dominantes, ont été mises en évidence d'une part chez l'abricotier et d'autre part chez le prunier domestique.

Plusieurs régions chromosomiques impliquées dans la résistance à la tavelure du pommier, à l'oïdium et au feu bactérien ont été mises en évidence (projet européen *Dare*); ces régions semblent indépendantes les unes des autres et ont été localisées sur une carte synthétique du pommier. L'efficacité de différents transgènes susceptibles d'améliorer la résistance à la tavelure du pommier et au feu bactérien du poirier a été évaluée et plusieurs promoteurs inductibles par les pathogènes ont été caractérisés.

En ce qui concerne le pêcher, les résistances polygéniques provenant de *Prunus davidiana* et relatives d'une part à l'oïdium et d'autre part au puceron vert, ont été caractérisées. Les mêmes descendances ont permis d'étudier le contrôle génétique des paramètres écophysiologiques de l'élaboration de la qualité de la pêche (collaboration avec EA). La mesure de paramètres biochimiques de la qualité, dont l'acidité, a conduit à la localisation de plusieurs régions du génome impliquées dans le contrôle de ces caractères ; une approche gènes-candidats a été développée (collaboration avec BV).

La carte génétique du fraisier a été complétée par des marqueurs microsatellites ; des QTL liés à des caractères d'intérêt, qualité du fruit, résistance à l'anthracnose, remontée de floraison ont été détectés.

Une approche génétique et fonctionnelle de l'architecture de l'arbre est en cours de développement pour identifier les gènes contrôlant les caractères morphologiques et architecturaux qui sont en relation avec la forme de l'arbre, sa facilité de conduite, la régularité et la qualité de sa production. Les résultats les plus marquants concernent l'étude de la ramification chez le pommier, son interaction avec les phénomènes de flexion et avec le porte-greffe. Un modèle biomécanique permettant de prédire l'évolution de la forme des rameaux en fonction de leur charge a été développé. L'ensemble de la méthodologie a été appliquée à la caractérisation de l'architecture d'autres espèces (abricotier, poirier, olivier, cerisier et noyer).

# CT3 : Développer des méthodes et des concepts pour la création de matériel végétal

Ces recherches d'amont ont permis de développer des programmes de création variétale qui ont généré plusieurs variétés d'abricot (2), de cerisier (3), de pêches blanches (2), pavie (6), pêche et nectarine plate (6), pomme (3). Par ailleurs, la réflexion conduite au cours de ces 4 dernières années a entraîné l'arrêt des travaux sur petits fruits (cassis et framboise), porte-greffe de pommier et pommier d'industrie, kiwi et prunier domestique. Les programmes arrêtés – qui s'ajoutent à ceux des années antérieures, amandier, noisetier et prunier japonais – génèrent toutefois des travaux de valorisation des résultats acquis et du matériel sélectionné.

Les partenaires professionnels, essentiellement les pépiniéristes regroupés au sein de CEP-Innovation, ont été sollicités pour accroître leur participation à la sélection ; le contrat concernant le pommier a été prolongé de 5 ans et celui concernant l'abricotier est en voie de finalisation. Plus généralement, et du fait de l'appel d'offres « Impact des Innovations », un projet 'abricotier-pommier' a été construit avec les orientations suivantes :

* analyser le dispositif filière NOVADI-POMALIA mis en place par nos partenaires pour le lancement de la variété INRA 'Ariane', variété résistante à la tavelure qui inaugure la gamme Les Naturianes®.

* étudier la possibilité de segmenter le marché 'abricots' avec les nouvelles obtentions INRA d'abricots rouges en précisant les éléments de typicité et de lien avec la qualité organoleptique.

Ce projet n'a pas pu être mis en œuvre du fait de l'absence de partenaires du secteur ESR ; Il est pourtant essentiel pour construire de façon concertée une réponse à la demande d'innovations variétales fruitières.

# Perspectives

Outre l'accréditation des CRB *Prunus*, *Malus-Pyrus*, Agrumes, l'INRA s'engage dans la mise en place d'un réseau atlantique pour la gestion *in situ* des ressources génétiques du châtaignier. Le référentiel AQR pour les
ressources génétiques sera mis en place afin d'assurer une traçabilité optimale ; les protocoles de suivi sanitaire seront précisés. Enfin, les bases de données actuelles devront évoluer vers un seul système informatique commun à toutes les espèces. Les avancées faites à l'échelon national devraient nous permettre de positionner le DGAP lors du prochain appel d'offres européen portant sur la diversité génétique.

En ce qui concerne la connaissance des génomes, les efforts engagés devront être poursuivis pour les caractères de résistance aux bio-agresseurs, architecture de l'arbre et qualité du fruit. Au sein de ceux-ci, l'analyse génétique de la résistance constitue un domaine majeur qui sera poursuivi pour de nombreuses espèces. Au delà de l'étude des déterminants génétiques et moléculaires, les travaux sur la durabilité de la résistance seront amplifiés, en étroite collaboration avec SPE : il s'agira d'appréhender l'évolution spatio-temporelle des bio-agresseurs et en s'aidant de la modélisation, de proposer la construction et des modalités de gestion de résistances durables.

Avec pour espèce modèle la tomate, les travaux sur la qualité du fruit devront être intensifiés tant sur les aspects localisation et clonage de gènes majeurs que pour l'étude du contrôle génétique des paramètres écophysiologiques de l'élaboration de la qualité. La pomme (projet européen HiDRAS) devrait rejoindre les espèces déjà étudiées (pêche, abricot et fraise), compte tenu de son intérêt économique.

Le 6ème PCRD et ses nouveaux instruments n'offrent pas les mêmes possibilités que les programmes précédents ; les efforts pour les appels d'offres 2002 et 2003 ont été infructueux. Pour l'appel d'offres 2004, Priorité 5, une proposition a été faite dans le cadre d'un projet intégré « Increasing fruit consumption through a transdisciplinary approach delivering high quality produce from environmentally friendly sustainable production methods » et pourrait aboutir.

Enfin, les efforts seront poursuivis dans le domaine de l'innovation variétale, pour les projets validés à la suite de la réflexion conduite par le DGAP :

* variétés de pommier et de poiriers de bonne qualité organoleptique, à production régulière et résistants aux bio-agresseurs et donc recevant moins de traitements ;

* porte-greffe de poiriers tolérants aux stress biotiques et abiotiques ;

* variétés de pêcher et d'abricotiers de bonne qualité organoleptique, à production régulière, résistantes aux ennemis clés de ces cultures ;

* porte-greffe pour les *Prunus*, résistants aux stress biotiques (modèle nématodes) et abiotiques (modèle sécheresse) ;

* variétés de cerisier résistantes à l'éclatement du fruit ;

* variétés de noyer fruitières de bonne qualité, peu sensibles aux bactérioses et produisant du bois de qualité ;

* variétés de châtaignier issues de croisements interspécifiques, associant résistance au *Phytophthora* et de bonne qualité gustative.