Les techniques d'hybridation

Les techniques d'hybridation

La méthode traditionnelle de production de céréales hybrides fait appel à la castration mécanique du parent femelle afin d’empêcher l’autopollinisation.

Chez la plupart des plantes cultivées, les fleurs sont de taille si petite que castrer le parent femelle est impossible à grande échelle. C’est en particulier le cas avec les céréales à paille telles que le blé, l’orge ou le riz.

A titre indicatif, il faut dix bonnes minutes à une personne expérimentée pour supprimer manuellement toutes les anthères d’un épi de blé afin de réaliser un croisement avec le pollen d’un autre épi (opération préliminaire à la création variétale classique).

Quand la suppression physique des anthères est impraticable, la stérilité mâle peut être provoquée en appliquant un agent chimique d’hybridation (ACH) qui inhibe la synthèse de pollen viable. Cette technique est actuellement la seule développée en Europe pour le blé.

Une autre technique fait appel à la stérilité mâle cytoplasmique (CMS) associée à la restauration de fertilité (Rf) et au maintien de stérilité. Elle utilise une information génétique présente naturellement dans le cytoplasme (mitochondries ou chloroplastes) de certains individus de la même espèce cultivée, ou d’une espèce voisine généralement sauvage*. Dans ce cas la stérilité mâle est transférée par croisement naturel quand c’est possible, ou par biotechnologie : fusion de protoplastes. Cette technique est utilisée sur orge par la firme Syngenta depuis le début des années 2000, grâce à une CMS découverte dans une orge sauvage. Pour le blé, les systèmes de stérilité découverts dans certaines espèces sauvages (notamment Triticum timopheevi) ont été utilisés sans grand succès à ce jour, aux USA, en Afrique du Sud, en Australie et en Chine.

* Ces individus ne pourraient assurer leur descendance s’ils vivaient seuls. S’ils vivent au sein d’une population et n’appartiennent pas à une espèce strictement autogame, ils peuvent être fécondés par des individus normaux (mâles fertiles) et assurer ainsi leur descendance. Afin que la descendance soit elle-même fertile, le pollinisateur doit avoir dans son génome nucléaire un caractère « restaurateur de fertilité » qui inhibe la stérilité cytoplasmique.

Avantages comparés des techniques d’hybridation du blé :

CMS + restauration :  Utilisée (faiblement) aux USA, en RSA, Australie, Chine.

- Restauration de fertilité difficile (incomplète, parfois thermosensible et/ou photosensible)
- Créer des CMS et des restaurateurs par rétrocroisement prend des années : pendant ce temps, la sélection classique avançant, la supériorité de l’hybride par rapport aux variétés conventionnelles est gommée.
- Peu de femelles à la disposition du créateur d’hybrides.

+ Coût de semence plus bas.

ACH : Utilisée en France

-  Coût élevé du développement de la molécule et de sa synthèse
-  Taux d’échec de la production assez important donc coût élevé de la semence

+ Il faut (en théorie) une seule année pour créer un nouvel hybride (8-10 ans pour une lignée)
+ Plusieurs milliers de croisements réalisables chaque année, donc de meilleures chances de trouver de bons hybrides
+ Performances significativement supérieures aux bonnes lignées.

Méfions-nous du "calcul" de l'hétérosis                                                                                

On imagine parfois que les hybrides n’ont d’intérêt que pour les espèces présentant une forte capacité d’hétérosis (comme le maïs) et pas sur celles à faible hétérosis (comme le blé).
L’hétérosis d’un hybride se mesure par son niveau de performance par rapport à la performance moyenne de ses parents.

Or l’important est bien sûr la performance supplémentaire par rapport aux meilleures variétés non hybrides :

• Avec les allogames (comme le maïs), les autofécondations pour créer des parents amènent un fort amoindrissement des performances, l’hétérosis fort restaure la vigueur perdue et au-delà.

• Avec les autogames, les parents sont vigoureux, l’hétérosis faible apporte un surcroît de performance.

• Au final, l’intérêt agronomique des hybrides est presque toujours présent, tant en blé qu’en maïs. La différence se fait sur l’intérêt économique, qui dépend du surcoût de la semence par hectare. Le blé, qui a besoin de plus de semence par hectare, est désavantagé par rapport à un maïs ou un colza.