Changement climatique et risques 4 min

Les clémentines sous acides

Consommée de novembre à fin janvier, la clémentine est le fruit star de la saison, mais, son acidité est menacée par le réchauffement climatique. Pour la protéger, les chercheurs INRAE de San Giulianu en Corse étudient la génétique, l’agronomie et les mécanismes biologiques en œuvre dans l’élaboration de l’acidité, en s’appuyant sur la première collection mondiale de ressources génétiques de mandarines et clémentines.

Publié le 19 février 2020

illustration Les clémentines sous acides
© INRAE, Franck Curk

Rois de l’accumulation des acides, les agrumes stockent dans leurs cellules des sacs à jus très acides

Née de l’union fortuite d’une fleur de mandarinier et d’oranger douce, la clémentine se distingue de la mandarine par son absence de pépins et par son côté plus acidulé. Cette acidité est recherchée : l’Indication Géographique Protégée « Clémentine de Corse » nécessite principalement que les fruits aient une acidité supérieure au minimum réglementaire exigé par le cahier des charges de l’IGP, pour pouvoir être commercialisés sous ce nom ! « L’acidité est un exhausteur d'arômes. Sans acidité, on perçoit beaucoup moins le développement des arômes en bouche. Le fruit apparait comme « plat », c’est de l’eau sucrée ! Plus on a de sucre dans un aliment, moins on en sent l’arôme », explique Olivier Pailly, directeur de l’unité de recherche sur les agrumes INRAE. Avec son équipe de la station de San Giuliano de Corse, où sont conservées plus de 70 variétés de clémentines au sein d'une collection de 1 100 espèces et variétés d’agrumes, il décode les mécanismes de création et de destruction de l’acidité dans les agrumes.

Olivier Pailly détaille : « Rois de l’accumulation des acides, les agrumes stockent dans leurs cellules des sacs à jus très acides qui peuvent atteindre un pH extrêmement bas de 2,2 à 2,3 : une graduation dans l’échelle des pH veut dire que la solution est 10 fois ou 10 fois moins acide. Le pH du cytoplasme des cellules est proche de la neutralité (pH7) soit 100 000 fois moins acide ! Si ces sacs éclataient, ils entraîneraient la mort de la cellule ! Tout au long de sa croissance et jusqu’à fin août, la clémentine accumule cette acidité qu’elle consommera ensuite partiellement avant sa maturation complète. »

Une agronomie protectrice d’acidité

Mais, depuis une quinzaine d’années, les chercheurs relèvent une diminution de l’acidité des clémentines : « le réchauffement climatique a un réel impact sur les clémentines». En se penchant sur les mécanismes de la photosynthèse et de la respiration du fruit, les scientifiques se sont aperçu que les hausses des températures pendant la maturation du fruit, en automne, au moment où la lumière – nécessaire à la photosynthèse – baisse, accélèrent la respiration du fruit et entraînent une surconsommation d’énergie. Le fruit en vient alors à puiser dans ses réserves d’acide citrique.

Si les changements climatiques s’accentuent nous serons alors capables de proposer plus rapidement des variétés plus adaptées

Les chercheurs explorent la cellule, les gènes aussi : « nous « revisitons » des résultats d’essais de variétés de clémentines dans le monde entier qui avaient été mis en place à l’initiative des chercheurs de San Giuliano, depuis plus de 40 ans parfois, dans la cadre de partenariats internationaux pour dénicher (entres autres) des variétés plus acides et tardives. Si les changements climatiques s’accentuent nous serons alors capables de proposer plus rapidement des variétés plus adaptées » explique Olivier Pailly. L’équipe étudie également l’influence des pratiques des arboriculteurs sur l’acidité de leurs fruits. « On se rend compte que les vergers en agriculture biologique produisent des fruits plus acides, que certaines fertilisations potassiques favorisent l’acidité, que l’irrigation a aussi un impact très important… Nous avons réalisé, en collaboration avec nos collègues du département « Terra » de l’unité de Recherche de Corte, un diagnostic agronomique régional sur plus d’une vingtaine de parcelles de clémentiniers de l’IGP Clémentine de Corse. Nous analysons le sol, le climat, les techniques de l’arboriculteur… et l’acidité finale des fruits pour comprendre les leviers agronomiques pour mieux maîtriser l’acidité des fruits. » Aujourd’hui l’ensemble de ces informations est rassemblé dans une base de données en cours d’élaboration, et servant au développement d’un outil de prédiction de l’acidité des clémentines, à l’échelle des parcelles de vergers, qui sera mis à disposition des agrumiculteurs dans un avenir proche.

Un ouvrage de référence : The Genus Citrus

The Genus Citrus (Le genre Citrus), coordonné par M. Talon, M. Caruso et F.G. Gmitter. Cet ouvrage de référence, paru en janvier 2020 aux éditions Elsevier, présente en 538 pages l’ensemble des nouvelles connaissances acquises sur les agrumes. Des chercheurs de l’unité INRAE AGAP ont contribué à quatre des chapitres de l’ouvrage :

•          La taxonomie des agrumes : Patrick Ollitrault, Franck Curk, Robert Krueger. 2020. Chapitre 4 : Citrus taxonomy. La classification des agrumes reste un problème très actuel car il en existe au moins trois différentes, régulièrement utilisées par les spécialistes du monde entier. Les auteurs proposent un nouveau concept pour la classification des agrumes basé sur un système tri-nominal, prenant en compte les dernières avancées des connaissances en génétique et phylogéntique.

•          L’amélioration variétale traditionnelle : Marco Caruso, Malcolm W. Smith, Yann Froelicher, Giuseppe Russo, Frederick G. Gmitter, Jr. 2020. Chapitre 7 : Traditional breeding. Ce chapitre décrit les stratégies traditionnelles utilisées dans les programmes d’amélioration variétale à travers le monde et comment elles ont abouti à l'amélioration des variétés d'agrumes. L’obtention de variétés sans pépin reste un énorme défi pour les obtenteurs. Les méthodes disponibles pour cela sont compte-tenu de la nécessité de maintenir ou d'améliorer simultanément une multitude d'autres caractères d’intérêt. Les principales étapes menant à la production de porte-greffe performants sont ensuite décrites. L'importance de l'hybridation avec des agrumes apparentés pour introduire des gènes d’intérêt dans les programmes de sélection des greffons et des porte-greffe est soulignée. Les nouvelles maladies et les attentes croissantes des consommateurs présentent des défis supplémentaires pour les programmes d’amélioration. De nouveaux systèmes de phénotypage performants et des marqueurs moléculaires plus efficaces sont nécessaires.

•          Les agrumes dans des conditions environnementales en constante évolution : Christopher Vincent, Raphaël Morillon, Vicent Arbona, Aurelio Gómez-Cadenas. 2020. Chapitre 13 : Citrus in changing environments. Les agrumes sont parfaitement adaptés aux conditions de production de trois grands types de climat (climat méditerranéen, tropical équatorial). Le changement climatique devrait les affecter, chacun de différentes manières. Dans ce chapitre, il est discuté des mécanismes de tolérance et de sensibilité aux contraintes associées à l'humidité du sol et de l'air, à la salinité, à la température et au taux de dioxyde de carbone ambiants. L'augmentation du taux de dioxyde de carbone ambiant devrait atténuer partiellement les pertes de croissance dues à la plupart des autres stress environnementaux. L'accès à une quantité et une qualité suffisantes d'eau d'irrigation est le principal obstacle à la production future. Il existe des possibilités d'amélioration du matériel végétal par la sélection ou le développement de nouvelle variétés commerciales avec une tolérance accrue au déficit hydrique du sol, ou à l’inverse aux inondations, à la salinité et aux températures extrême, élevées ou basses, le tout associé avec l’obtention des génotypes ayant de meilleurs taux de croissance en réponse à une augmentation du niveau de dioxyde de carbone.

•          Salinité et stress hydrique : José M. Colmenero-Flores, Vicent Arbona, Raphaël Morillon, Aurelio Gómez-Cadenas. 2020. Chapitre 14 : Salinity and water deficit. Les agrumes sont principalement cultivés dans les régions arides et semi-arides en systèmes irrigués, ce qui pose des problèmes fréquemment associés au stress salin plutôt qu'au déficit hydrique. L'identification de nouveaux génotypes de porte-greffe qui combinent efficacement les mécanismes d'évitement du stress et de tolérance pour optimiser à la fois la production végétale dans des conditions environnementales défavorables et une récupération efficace après un stress représente un objectif important des programmes d’amélioration actuels et futurs.

En savoir plus sur l'ouvrage (en anglais) >

Un ouvrage pratique

Les clémentinier et autres petits agrumes

Les clémentiniers et autres petits agrumes

Né en Algérie à la fin du XIXe siècle, de l'union d'une fleur de mandarinier et d'un oranger, le clémentinier a été introduit en Corse en 1925. Devenu emblématique de la Corse et plus généralement du bassin méditerranéen, il a depuis fait le tour du monde et donné naissance à une extraordinaire diversité de fruits, encore mal connue sur nos marchés. Sélectionneurs, créateurs, les hommes ont influencé cette diversité et ont contribué à la popularité de ce petit agrume si particulier.

Les clémentines et autres petits agrumes représentent une production et un marché considérable, en pleine expansion. Cet ouvrage raconte l'histoire du clémentinier et présente la synthèse des connaissances actuelles sur le sujet (origine, diffusion, variétés, porte-greffes, évolution des marchés, physiologie, maladies biotiques et abiotiques, insectes ravageurs…). Il propose également des itinéraires techniques de conception et de gestion d'un verger, depuis la multiplication des plants jusqu’au conditionnement des fruits, en passant par les moyens de protection sanitaire et les techniques culturales.

La coordination éditoriale est réalisée par Franck Curk chercheur à l’Inra, Camille Jacquemond, chargé de mission à l’Inra et Marion Heuzet, ingénieur d'étude en arboriculture fruitière.

Edition Quae, 2013. 368 pages. 59,50 euros.

Cécile PoulainRédactrice

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Olivier PaillyContact scientifiqueGénétique et Ecophysiologie de la Qualité des Agrumes

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