En quête de légumineuses adaptées aux nouveaux besoins

Après des décennies agricoles tournées essentiellement vers les céréales, un fossé s’est creusé en matière de connaissances, outils et recherches scientifiques relatives aux légumineuses, qui accusent aujourd’hui un retard certain en Europe. « Même le pois, qui est l’une des légumineuses les plus cultivées en France, reste considéré comme une espèce mineure », déplore Judith Burstin, directrice adjointe de l’unité Agroécologie et spécialiste de la génétique de cette espèce. « Ce différentiel de taille de marché entraîne un cercle vicieux : moins de débouchés, donc moins d’investissements au niveau des sélectionneurs, de la recherche, des outils, des solutions adaptées… Ce qui au final limite le développement de la filière. »

Prendre le mal à la racine

Pour combler ce retard, INRAE a, dès les années 1990, orienté ses recherches sur la génétique du pois, aboutissant en 2019 au séquençage complet de son génome. « Ce projet a permis d’identifier des gènes d’intérêt et grandement facilité le travail des sélectionneurs », raconte Judith Burstin, qui dans le même temps pilotait le projet d’envergure PeaMUST. Huit années d’un projet à 5,5 millions d’euros, réunissant 28 partenaires publics et privés tournés vers l’amélioration des variétés de pois et fèves. « Tous les sélectionneurs étaient impliqués, ce qui a donné naissance à plusieurs nouvelles variétés. Mais après ce gros projet, il y avait tout de même un peu de frustration à voir que la filière légumineuses peinait toujours à véritablement décoller, et le constat que cela intéressait surtout les agriculteurs très engagés dans la réduction des impacts environnementaux, en agriculture biologique par exemple. »

« L’instabilité des rendements est très liée aux stress biotiques, poussant certains agriculteurs à délaisser ces cultures après l’attaque d’un ioagresseur. »
Marie-Laure Pilet-Nayel

De cette observation est né en 2020 un autre projet d’ampleur, toujours en cours aujourd’hui : Specifics. Celui-ci se penche sur différents leviers pour permettre une transition vers des systèmes agricoles sans pesticides et riches en légumineuses à graines. Pour cela, le projet s’attaque notamment à l’un des talons d’Achille de ces plantes : leur fragilité face aux maladies et ravageurs. « L’instabilité des rendements des légumineuses est très liée aux stress biotiques, poussant certains agriculteurs à délaisser ces cultures après l’attaque d’un bioagresseur », confirme la chercheuse Marie-Laure Pilet-Nayel, qui dirige au sein de l’unité IGEPP (Institut de génétique environnement et protection des plantes) une équipe dédiée à la résistance aux maladies et ravageurs.

De nombreuses menaces à endiguer

L’une des plus grandes menaces sur les légumineuses – et donc l’un des axes de recherche les plus centraux – se nomme Aphanomyces euteiches. Un petit organisme du sol s’attaquant spécifiquement aux racines de la plupart des légumineuses, des lentilles aux haricots en passant par des espèces fourragères. Lorsque le pathogène atteint les racines des plantes, celles-ci commencent à pourrir. La maladie se propage alors par foyers aux plantes voisines. Mais surtout, Aphanomyces euteiches libère dans le sol de petits organes issus de sa multiplication sexuée, les oospores, à la résistance impressionnante. « Les oospores peuvent rester plus de 10 ans dans le sol, ce qui oblige à abandonner les cultures de légumineuses pendant des années lorsqu’un sol est contaminé », alerte Marie-Laure Pilet-Nayel. « Il n’existe aucun moyen de lutte chimique, seulement des outils pour évaluer le taux de contamination du sol et donc le risque à y planter des légumineuses. »
La chercheuse INRAE et son équipe travaillent depuis une vingtaine d’années à identifier les déterminants génétiques conférant une résistance à Aphanomyces euteiches, notamment chez le pois mais aussi en explorant le génome de la féverole, espèce peu sensible à ce pathogène. « Nos recherches ont déjà contribué à l’inscription de nouvelles variétés de pois tolérantes, limitant la perte de rendement dans des sols contaminés par les oospores. L’objectif est désormais de développer des variétés résistantes, avec peu de symptômes sur les racines, qui permettraient de préserver le rendement tout en limitant la multiplication du pathogène dans le sol ». Ces recherches portent déjà leurs fruits, avec une première variété résistante inscrite en 2025 par le semencier Agri Obtentions, filiale INRAE.
Autre grande menace sur les légumineuses à graines : les bruches, de petits coléoptères qui pondent leurs œufs dans les graines de lentilles, pois ou féveroles, parsemant celles-ci de petits trous, les rendant impropres à la commercialisation en alimentation humaine. Les moyens de lutte chimique s’avérant peu efficaces, plusieurs projets INRAE se penchent sur la sélection de variétés moins fragiles, comme le projet RESIBRUCHE, qui recherche les régions du génome de la féverole liées à une résistance aux bruches. « Ces 10 dernières années, le besoin de réduire les pesticides nous a poussés à engager des recherches génétiques sur la résistance à de nombreux stress biotiques, comme les pucerons vecteurs de virus ou des champignons du genre Colletotrichum causant des maladies aériennes », précise Marie-Laure Pilet-Nayel.

Coup de pouce symbiotique

Ces attaques biologiques s’additionnent aux stress abiotiques auxquels les légumineuses doivent aussi faire face, comme le gel hivernal, la sécheresse ou au contraire les excès d’eau qui sont également au cœur des recherches d’INRAE. « De manière générale, la défense face à un stress consomme de l’énergie, ce qui va bien souvent se faire au détriment des bactéries symbiotiques présentes dans les nodosités racinaires, qui sont dépendantes de l’énergie fournie par la plante », explique Marion Prudent. « Avec le changement climatique, la question n’est plus seulement d’améliorer la tolérance des légumineuses à ces stress abiotiques, mais également de maximiser leur capacité à gérer des stress plus précoces et plus fréquents, parfois simultanés, à l’échelle du cycle de la plante. »
Cette chercheuse de l’unité Agroécologie coordonne dans ce sens le projet ANR OPTILEG, qui vise à optimiser la relation symbiotique entre les légumineuses et leurs bactéries fixatrices d’azote, en particulier face aux stress environnementaux. L’un des moyens déployés par ce projet de 6 ans aux 3 millions d’euros de budget ANR passe par le développement d’inoculums : des cocktails de microorganismes favorisant la symbiose avec chaque légumineuse cultivée.
Avec 14 équipes de recherches et 5 partenaires privés, le projet ambitionne d’actionner le maximum de leviers à tous les niveaux de la filière légumineuses. OPTILEG développe ainsi plusieurs travaux autour de l’amélioration génétique des légumineuses, l’évolution des pratiques agricoles, jusqu’aux processus de transformation douce des graines dans un vaste volet santé et alimentation. Un véritable exemple de projet « du champ à l’assiette ».