Les banques de gènes du monde entier apportent une contribution importante à la conservation de la diversité biologique. Rien que dans la Federal Ex situ Gene Bank de l'Institut IPK Leibniz, plus de 150 000 variétés anciennes sont conservées. En plus des traits négatifs, les variétés anciennes et exotiques possèdent de nombreuses variantes génétiques précieuses qui ont été perdues dans les variétés modernes mais qui pourraient être cruciales pour la production végétale à l'avenir. Mais comment ce trésor caché de la précieuse biodiversité peut-il être exploité pour l'agriculture ?

C'est la question sur laquelle s'est penchée une équipe de recherche dirigée par l'IPK. Dans une approche interdisciplinaire impliquant des phytogénéticiens, des phytogénéticiens, des phytopathologistes et des bioinformaticiens, ils ont réussi à détecter une nouvelle biodiversité à partir d'anciennes variétés pour les performances de rendement et la résistance à l'infestation par la rouille jaune afin de l'exploiter pour la production agricole. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Genetics .

Grâce au financement continu des travaux sur six ans jusqu'à présent par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche, il a été possible de tester en laboratoire la vaste collection d'anciennes variétés de blé de l'Institut IPK Leibniz pour leurs performances de rendement et leur résistance à la rouille jaune, mais aussi lors d'essais sur le terrain.

"Cela a nécessité un coup de maître logistique de la part de tous les participants au projet et de nombreuses approches innovantes pour évaluer le potentiel des anciennes variétés sans effets perturbateurs", explique le Dr Albert Schulthess, premier auteur de l'étude. Pour déterminer le potentiel de rendement, les anciennes variétés ont été croisées avec des variétés élites adaptées, par exemple. Ce n'est qu'alors que le potentiel de rendement des anciennes variétés est devenu clairement visible.

Et ce n'est pas tout :les chercheurs ont utilisé les résultats pour développer des lignées passerelles pour la sélection de blé à partir d'anciennes variétés prometteuses en les croisant avec des variétés actuelles. Les performances de la progéniture résultante ont surpris les chercheurs :"Nous avons observé des rendements plus élevés dans certaines lignées de pontage par rapport aux importantes variétés d'élite actuelles", déclare le Dr Albert Schulthess, scientifique du groupe de recherche "Génétique quantitative".

Le professeur Dr. Jochen Reif, coordinateur du consortium et chef du groupe de recherche, est convaincu que grâce à l'implication des deux sociétés de sélection, la biodiversité du pool d'élite peut être augmentée en utilisant une nouvelle variation génétique précieuse des lignées ponts :"C'est d'une grande importance pour s'attaquer aux énormes problèmes que le changement climatique pose à l'agriculture."

Les résultats de l'étude permettent un grand pas vers une agriculture avec moins ou pas d'utilisation de pesticides. "Grâce au séquençage complet des anciennes et des nouvelles variétés en combinaison avec les précieuses données de terrain, nous avons pu identifier de nouvelles variantes génétiques possibles pour la résistance à l'infestation par la rouille jaune", explique le Dr Albert Schulthess. Cela n'aurait pas été possible sans le décodage du génome du blé, dans lequel l'Institut IPK Leibniz a joué un rôle de premier plan.

"Avec les nouvelles régions du génome que nous avons découvertes dans quelques variétés anciennes, nous pouvons diversifier le système immunitaire du blé", explique le professeur Dr Jochen Reif.

Cependant, il reste encore des défis considérables à surmonter avant que les nouveaux gènes de résistance puissent être utilisés dans la production végétale. Par exemple, les gènes de résistance doivent être validés et incorporés dans le fond des lignées élites. Idéalement, une meilleure compréhension de la nature de la réponse de la défense serait acquise en même temps. Cela permettrait d'utiliser les nouvelles sources de résistance à long terme. + Explorer plus loin

Une nouvelle étude identifie des variétés de blé qui résistent à la maladie destructrice de la rouille jaune