Ressources génétiques du noyer : des avancées au service de l’innovation variétale nucicole française

Ce travail s’appuie sur une longue histoire du noyer au sein d’INRAE, et en particulier sur une collection de ressources génétiques unique (cf encadré historique des recherches).

Dans le cadre du projet  "INNOV’noyer " lancé en  2017, INRAE³et le CTIFL ont initié un travail ambitieux pour caractériser les ressources génétiques de la collection de noyers. Ils ont conduit des travaux en génétique (génotypage, phénotypage, étude d’association pangénomique) dans le but de déterminer l’architecture génétique des principaux caractères d’intérêt agronomique chez le noyer cultivé (date de floraison plus tardive pour éviter les gelées printanières, noix de plus gros calibre, facilité d’énoisage, etc.), et de proposer des outils utiles au travail de sélection.

L’analyse de la diversité génétique et de la structure de la collection de noyers cultivés à l’aide de marqueurs microsatellites a montré une structuration en deux groupes ancestraux en lien avec l’origine géographique des accessions⁴ et des accessions très diverses génétiquement, résultats à prendre en compte pour le choix de futurs géniteurs. Elle a également permis de sélectionner un panel de 170 accessions sur lequel ont été menées des études approfondies de phénotypage et d’association pangénomique.

Le phénotypage de ce panel de 170 individus a été réalisé pour un ensemble de caractères : phénologie, qualité du fruit et résistance aux maladies. Au total, 34 variables ont été étudiées sur les 170 noyers sélectionnés. Certains caractères liés au fruit comme la taille de la noix (hauteur, diamètre), son poids, le rendement au cassage et la force nécessaire pour rompre la noix,ont été mesurés.  

Certains caractères liés au fruit comme la taille de la noix (hauteur, diamètre), son poids, le rendement au cassage et la force nécessaire pour rompre la noix ont été mesurés.  Ces études ont été possibles Grâce au développement de méthodes utilisant des techniques de phénotypage robustes, comme le texturomètre (photo) qui permet de mesurer la force nécessaire pour engendrer la rupture initiale de la noix, et surtout de la microtomographie à rayons-X pour mesurer tous les caractères morphologiques, sans casser la noix (cf film ci-dessous). Cette technique non destructive permet de séparer les 3 principales parties de la noix (coque, cerneau et espace vide) sans avoir à l’ouvrir. Par exemple et selon les accessions, la hauteur de la noix varie de 28 millimètres environ à plus de 51 millimètres, et l’épaisseur de la coque peut varier du simple au double.

Enfin, l’étude d’association pangénomique (ou GWAS) a permis d’associer des zones du génome et des caractères d’intérêt, sur le plan de la phénologie comme la date de débourrement des feuilles et des fleurs femelles, le type de fructification le long du rameau (intervenant directement sur le rendement), ou la qualité du fruit comme le diamètre, le volume et le poids de la noix ou celui du cerneau.

L’ensemble de ces connaissances et des outils, tels que les marqueurs moléculaires, mis aujourd’hui à disposition par ce travail en partenariat permet d’envisager un travail de sélection correspondant aux critères recherchés de façon précise. Proposer des variétés à cycle court, pour éviter les gelées printanières, et produisant des noix relativement tôt dans la saison, est primordial. Il faut toutefois pouvoir maintenir une forte productivité, une grande vigueur de l’arbre et une qualité organoleptique des fruits.

L’aboutissement de 30 ans de recherches sur la génétique du noyer Deux programmes d’amélioration du noyer, parmi les plus importants à l’échelle internationale, se sont succédés à l’Inra de Bordeaux de 1967 à 2008. Ainsi, fut constituée sous les responsabilités successives d’Eric Germain, Joelle Chat puis Francis Delord, Ingénieurs INRA en charge du programme d’innovation variétale noyer, une riche collection de ressources génétiques de 260 accessions du genre Juglans, comprenant un ensemble d’espèces dont  principalement du noyer cultivé, Juglans regia, avec 217 variétés provenant d’Amérique (Etats-Unis, Chili), de toute l’Europe (Espagne, Portugal, Royaume Uni, Bulgarie, Roumanie, Hongrie, Ukraine, Russie, Grèce), du Proche et Moyen-Orient (Turquie, Iran, Afghanistan) et d’Asie Centrale et Orientale (Chine, Inde, Japon). Entre 1995 et 2010, 7 variétés hybrides INRAE sont inscrites au Catalogue des Variétés, dont ‘Fernor’, qui sont actuellement largement plantées dans nos vergers. A partir de 2007, l’institut a reconsidéré ses investissements en matière d’innovation variétale en réduisant le nombre d’espèces et de cibles candidates à l’innovation et en transférant certains programmes d’innovation variétale dont le programme noyer vers ses partenaires, en particulier vers le CTIFL et les stations expérimentales dédiées au noyer. Dans le cadre de ce transfert, les échanges se poursuivent avec la profession et font émerger de nouvelles questions. Naît alors le projet « INNOV’noyer » en 2017 qui a pour objectifs l’étude fine des ressources génétiques de la collection INRAE et le transfert progressif des connaissances et du matériel végétal noyer vers le CTIFL.