Améliration génétique du douglas

Amélioration génétique du DOUGLAS
35 ans de recul et perspectives
pour les variétés futures
Daniel MICHAUD
26 septembre 2015
Amélioration génétique du DOUGLAS : le point de départ
Quelques définitions ?
Provenance :
Au sens « courant » : « d’où viennent les graines » : exemples : « c’est du 403 »,
« c’est du Luzette ». Provenance est alors synonyme « d’origine », ou de « variété »
Au sens « génétique » : graines récoltées sur plusieurs arbres
(quelques dizaines ?) et qui sont mélangées. Donne une « image » des
caractéristiques de la zone
Peuplement « classé » :
Peuplement sur lequel on peut récolter des graines et les commercialiser
Peuplement retenu sur ces caractéristiques extérieures (élagage naturel,
branchaison…)
Famille
Graines récoltées sur un arbre
= une famille (de demi-frères)
(synonymes : famille « open »,
descendance maternelle
« Arbre + » : arbre qui a des caractéristiques extérieures « satisfaisantes »
(branches…) et meilleures que celles des ses voisins
Clone : ensemble d’arbres issus d’un même arbre par multiplication végétative
(tous ces arbres ont le même patrimoine génétique : le même Génotype).
NB: en horticulture, on parle de « cultivar »
Génotype : c’est le patrimoine génétique d’un individu
Phénotype : c’est l’ensemble des caractères observables (caractères extérieurs)
d’un individu. Quand on regarde un arbre, c’est son phénotype que l’on voit !
Le phénotype d’un arbre, c’est le résultat de son génotype et
de son environnement.
On parle d’interaction « génotype x milieu »
L’environnement d’un arbre, c’est la station (le climat, le sol…) et …la sylviculture !
Par exemple, la densité de plantation a des conséquences directes sur la grosseur
des branches !
Les dispositifs expérimentaux nous permettent de juger :
- la variabilité des caractères
- leur héritabilité : pour un caractère déterminé, c’est la part des facteurs
génétiques dans le phénotype d’un individu
Donc, la sélection pour un caractère sera d’autant plus efficace
que le caractère sera variable et héritable
Un exemple pour le Douglas : l’angle de branches.
Verger à graines :
Plantation d’arbres sélectionnés destinée à produire …des graines !
Les arbres sélectionnés – les « têtes »de clones - (la sélection porte sur un ou
plusieurs caractères : vigueur, débourrement…) sont multipliés végétativement
par greffage ou bouturage : on obtient des copies (ramets) des arbres
sélectionnés.
Ces « copies » sont mises en plantation à large espacement et mélangées
pied à pied pour constituer le verger
Verger à graines
Une plantation destinée à produire …des graines améliorées
Donc une plantation à grands espacements, avec des arbres sélectionnés
Arbres
sélectionnés
Multiplication
par greffage
(ou bouturage)
Mise en verger
(mélange pied à pied)
Verger à graines
Prélèvement
de greffons
verger
Plants greffés clone A
A
.
A
.
.
A
greffage
B
A
B
Arbre
sélectionné
(critères de
sélection ?)
Par exemple :
50 arbres sélectionnés X 10 greffes, 7 m x 7 M
(200 arbres /ha), donc verger de 2,5 ha
………
A
A
B
A
B
A
B
Induction florale des arbres
graines
Mobilisation des arbres : greffage
greffon
Greffe de deux ans
Greffage en placage
Photos ONF PNRGF Peyrat le Chateau
Verger à graines France 2
Laverantière, Lot
Les caractères que l’on peut prendre en compte :
- la vigueur,
- le débourrement végétatif,
- le polycyclisme (pousse d’août)
- le branchaison : la grosseur des branches, le nombre de branches,
- l’angle des branches
- la fourchaison : doubles-têtes, nœuds plongeants (baïonnettes)…
- la rectitude la tige
- la densité du bois
- la proportion de duramen (bois de cœur)
- …
Amélioration génétique :
un peu d’histoire…
1975 : provenances de l’aire naturelle (collection IUFRO)
1980 : provenances du Washington
1981 : peuplements français classés
1988- 1996 : familles de l’aire naturelle (collaboration avec INRA)
Un exemple : Essai de ROYERE (23)
Provenances de Douglas de l’aire naturelle
166 provenances (pour l’essentiel provenances IUFRO)
Plantation printemps 1979
Dispositif « monoarbre » (provenances mélangées pied à pied),
30 plants par provenances à la plantation
Aire Naturelle du Douglas
Provenances de l’essai de ROYERE
Provenances de l’essai de ROYERE
Essai de ROYERE
Diamètre 1990
(12 ans de plantation)
cm
Vers l’intérieur
Californie
cm
Altitude du lieu de récolte
Oregon
Washington
Colombie
britannique
Essai de ROYERE
Donc…zone intéressante de l’aire naturelle :
partie Nord Ouest de l’OERGON et
Ouest du Washington, à basse altitude
Essai de BOUISSE
« Homologue » de ROYERE
Essai
BOUISSE Survie en 2007
100 %
ROYERE
En rouge : provenances bonne survie et
bonne croissance
BOUISSE
Colombie Britannique
Ces résultats, avec ceux de l’INRA
ont permis d’élaborer les
Recommandations concernant
Washington
les zones de récolte américaines
utilisables en France (403, 422…)
Zones
recommandées
Mais depuis 2011 les graines américaines
ne sont plus importées…
Oregon
Quelle suite ?
La récolte de familles dans des peuplements
des meilleures provenances de l’aire naturelle
Essais de familles
de l’aire naturelle
Valmate (87)
640 familles
Collection US85
Environ 1000 familles
de l’aire naturelle
(1000 lots de graines
récoltés sur 1000 arbres)
ST Pardoux (23)
175 familles
Moissannes (87)
175 familles
Collection US FS
Essais de familles de Douglas
de l’aire naturelle
Projet Européen « Eudirec »
Une collection installée dans
les grandes régions à
Douglas
en France…
mais aussi en Europe, de la
Gallice et du Nord de l’Italie,
jusqu’au nord de l’Ecosse et
au Nord de l’Allemagne !
Pour la France , plus de 200 ha d’essais (INRA/FCBA),
Pour le Limousin 50 ha d’essais (FCBA)
Pourquoi des essais de familles ?
Un exemple de résultats de la collection US85
L’essai de Valmate, Haute - Vienne (près de la Jonchère)
(plus de 600 lots de graines, 30 620 plants à la plantation,
tous repérés individuellement)
Commission professionnelle forêt, 20 novembre 2013
Essai de Valmate (87), 630 lots de graines, dispositif monoarbre,
30 ha (photo fin 2014, 25 ans de plantation)
Résultats 2012 à Valmate
(25 ans de plantation)
Moyenne d’une Diamètre
famille
Moyenne peuplement
Moyenne famille
(40 arbres)
Moyenne du
peuplement
5 peuplements
Commission professionnelle forêt, 20 novembre 2013
0
HUMPTULIPS
HUMPTULIPS
FORKS
GRANITE-FA
SHELTON
ARLINGTON
ARLINGTON
ENUMCLAW
OAKVILLE
1
NORTH-BEND
NORTH-BEND
7
DARRINGTON
DARRINGTON
DARRINGTON
DARRINGTON
DARRINGTON
•
MARBLEMOUN
MARBLEMOUN
Résultats du débourrement à Valmate
précoce
6
5
4
3
2
tardif
Illustration de la variabilité intra famille
Essai de Valmate
Ensemble des arbres famille 344
1 arbre
Moyenne
famille 373
Donc, des écarts très importants entre les familles,
y compris dans un même peuplement,
pour tous les caractères
Et la suite ?
Ce que l’on prépare…avec vous
.036
10/ 09/ 2013
Vers de nouvelles variétés de Douglas
Le projet « Douglas avenir »
Nécessité de prévoir le renouvellement des vergers à graines
Les vergers actuels ont entre 26 et 37 ans
NB : un verger à graines entre en production environ entre 8 et 10 ans ans après
plantation, soit 10 - 12 ans après le greffage. Ainsi un verger mis en place en 2018
commencera à produire de la graine à partir de 2030
En 2030, l’âge des vergers à graines de Douglas français sera compris
entre 42 et 53 ans
Nécessité de prendre en compte de nouveaux critères :
o caractères « technologiques » (forme, qualité du bois…)
o adaptation au changement climatique
Proposer des variétés mieux caractérisées
Proposer des variétés à rotation plus courte que les VG actuels :
o incorporation rapide du gain génétique disponible
o adaptation en « temps réel » à l’évolution du climat.
Le matériel végétal dont on dispose
Essais de familles et de provenances installés dans les zones à Douglas mais aussi dans le sud de la France
Familles
Washington US 85/
Oregon USFS
Essais INRA FCBA
installés en Normandie,
Loraine, Limousin,
Beaujolais, Montagne
Noire
210 ha d’essais
Provenances / Familles
Oregon /Californie
Essais INRA/ONF FCBA
installés dans le
Sud de la France et en
Corse
(L’Homol,Le Treps, Pinetta,
Minervois, Bouisse)
La suite ….
Sélection d’arbres dans les essais de familles
Pour créer de nouvelles variétés (vergers à graines)
(prise en compte adaptation au changement climatique ?)
Et pour assurer la suite du programme d’amélioration
1
Mesures et analyses du réseau d’essais
2
3
4
Conservatoires
de clones
Printemps 2019
Sélection d’arbres
Mobilisation (greffage)
5
Tests clonaux
Printemps 2019
6
Vergers à graines
Printemps 2019
1
Mesures et analyses
du réseau d’essais
Plus de 200 000 arbres mesurés pour différents caractères
Plusieurs millions de données à traiter
Analyse de tous les caractères, corrélations entre caractères, héritabilités,
interaction familles x site…
2
Sélection
Sélection d’environ 300 arbres  population d’amélioration
Proposition de sélection de quelques dizaines de clones  verger(s) à graines
Comment va se faire la sélection ?
Le souci, c’est que certains caractères sont corrélés entre eux, et pas
toujours comme on le souhaiterait !
Essai de St Pardoux (23)
Descendances du sud Washington et nord Oregon
Famille exceptionnelle
mais des exceptions existent aux niveaux famille et individuel
.045
10/ 09/ 2013
Essai de Moissannes (87)
Collection USFS
  Pas de corrélation significative entre vigueur et fourchaison
Essai de Valmate (87) exemples de phénotypes
SELECTION DE LA POPULATION D’AMELIORATION (environ 300 arbres ?)
Assurer la suite du programme d’amélioration
Donc préserver une certaine variabilité
Sélection d’arbres présentant de bons compromis entre certains caractères,
mais aussi des arbres intéressant pour un caractère particulier (exemple :
proportion de duramen ?)
Sélection pour les nouveaux vergers à graines
Un verger pour la zone « classique à Douglas » ?
Un verger pour les zones où le changement climatique va poser des problèmes ?
Quels critères de sélection ?
Les organismes de recherche feront des propositions qui seront discutées
et validée par les professionnels
Quelles propositions pour de nouveaux vergers à graines ?
Comment va se faire la sélection ?
Sur index qui va intégrer différents niveaux : la famille, l’arbre et
différents caractères (dont la qualité du bois : densité, duramen…)
La difficulté : quel « poids » doit on donner aux différents caractères ?
A décider en concertation avec les professionnels
Exemples de question qui se poseront
 Densité du bois et vigueur sont corrélées négativement.
Faut il améliorer la densité et perdre en vigueur ?

Vigueur et grosseur des branches sont corrélées positivement : accepter
de pas être au maximum en vigueur pour avoir une meilleure branchaison ?
 Envisager de faire des variétés spécialisées ?
Par exemple une variété « forme » ?
NB : il faut aussi tenir compte de l’héritabilité des caractères
(part génétique que les parents transmettent à leurs descendants) :
plus un caractère est héritable, plus la sélection est efficace
Arbre potentiellement sélectionnable
(Essai de Valmate)
Et pour finir….
Quelles sont les variétés de Douglas actuellement disponibles ?
…et lesquelles choisir ?
Vergers actuels de DOUGLAS
Source :
Vergers de l’Etat
Ingénierie des vergers : IRSTEA
Suivi de vergers : ONF
Exploitation des vergers (récolte graines) :
GIE Vilmorin ONF
INRA
Exemple d’un catalogue de marchand grainier
Zones de l’aire naturelle
(stock)
Peuplements français
classés
Vergers à graines
Catégorie identifiée
Catégorie sélectionnée
Catégorie Qualifiée
(gains en cours de
validation)
Catégorie Testée
(gains validés)
Merci pour votre attention