Canne a Sucre

5/14/2018 Canne a Sucre - slidepdf.com

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La Canne à sucre

Présentation de la monographie – 8 janvier

Agrocampus-ouest

Matthieu GOUY



Sommaire

I) Présentation générale :

Historique de la canne à sucre

Chiffres clés de la production

Les débouchés

II) Particularités de l’espèce :

Le complexe Saccharum

Caractéristiques agronomiques et génomiques

Biologie florale



Sommaire (suite)

III) L’amélioration génétique de la canne

Les principaux critères de sélection

Les gènes d’intérêt et la transgénèse

Le schéma de base d’une sélection conventionnelle

IV) Production des clones

La méthode classique

Les outils de la culture in vitro

Conclusion



I) Présentation générale


Berceau de la canne en Nouvelle Guinée (lieu de domestication)

Plante vivrière (canne de mastication)

Lié à la mythologie indienne (Sarkara = nom indien du sucre)

Développement industriel avec l’esclavage (XVIème siècle) avecpréférence pour la culture de Saccharum officinarum (canne

Bourbon par exemple)

Base génétique faible – culture stérile

En 1888, Soltwedel (Java) premiers croisements




Diffusion de la canne noble : S. officinarum




70 % à 80% de la production mondiale de sucre pourune production totale de 160 millions de tonnes (2008)

22,7 millions d’hectares en 2007 pour plus de 1,3

milliard de tonnes de cannes

23% de la masse totale produite en agriculture

76 pays producteurs dont 5 assurant la moitié de la

production

Brésil leader dans ce domaine




Evolution de la production mondiale de sucre



Les débouchés

de la canne



II) Particularités de l’espèce


Défini par Mukherjee (1957) : regroupe 5 genres

interféconds (utiles à la sélection):

Saccharum

, Erianthus

section Ripidium

,Sclerostachya, Narenga et Miscanthus section Diandra

Famille : Graminées (Poacées)

Tribu: Andropogonace

Sous-tribu: Saccharastrae

Genre : Saccharum




Saccharum

trois espèces sauvages : S. edule, S.spontaneum et S. robustum.

trois espèces domestiquées (sucrées) : S.

officinarum, S. barberi et S. sinense.

Espèces sauvages : plus robustes, excellente vigueur

végétative, résistances aux pathogènes.

Espèce S. officinarum : très bonne teneur en sucre, peu defibres.



Caractéristiques agronomiques et génomiques de S. officinarum

Monocotylédone en C4.

Teneur en saccharose de 14%, 10-15% de fibres, potentiel

de 200 tonnes de tiges/Ha

Cycle de culture de 10 à 24 mois (dépend des conditions du

milieu)

Hauteur de 2 à 9 mètres, nombreux entrenœuds

Tallage de 5 à 20 talle par clone

Système racinaire fasciculé




Génome de S. Officinarum : 2n = 80

chromosomes, X = 10

Génome des hybrides : 2n = 100-130 chromosomes, X=10, 10 Gpb

dont 10-15 % de S. spontaneum

et 85 à 90 % de S. officinarum




Le processus de nobilisation : permis dès les années 1920, une

forte amélioration des variétés (+ de 35% de productivité)

Croisements intra-générique (S. officinarum et S. spontaneum)

Gamètes non-réduits de S. Officinarum 2N+N jusqu’à la

troisième nobilisation

Mécanisme cellulaire pas parfaitement établi :

- doublement chromosomique (endoduplication) à la méiose;

- fusion de deux nucléi au stade tétrade;

Conséquence : augmentation du nombre de chromosome des

hybrides



Le processus de nobilisation et l’obtention de POJ2878



Biologie florale de la canne à sucre

Préférentiellement allogame, anémophile

Panicule lâche et ramifiée

Fleur bisexuée (trois anthères et deux stigmates plumeux)

Plante de jours courts, floraison s’étale sur 15 jours

Pour qu’il y ait floraison, ne pas dépasser les 28° de latitude

Floraison prévisible d’une année sur l’autre

Si problème de synchronisation entre géniteurs, varier la

floraison avec l’altitude



Fleurs de canne à sucre



II) L’amélioration génétique de la canne


Rendement en sucre à l’hectare, résistances aux bioagresseurs,

aptitude à la repousse, port érigé, épaillage naturel, vitesse de

croissance.

Rendement à l’Ha : Teneur en sucre*biomasse de tige/Ha

Aujourd’hui nombreux efforts sur la biomasse par sélection

conventionnelle :

tallage, diamètre des tiges, hauteur de la plante critères

agronomiques

Haute teneur en sucre (mesure de ° brix) et faible taux d’impureté

critères technologiques




J-Y. Hoarau (2000) : Cultivar moderne R570, 887 marqueurs

RFLP (simplex) sur 5850 cM (120 groupes de liaison)

QTLs dans 43 régions chromosomiques qui participent aux

critères agro et technologiques.

Marquage de 50% du génome de R570

R. Ming (2001) : étude sur populations en ségrégations (S.

spontaneum x S. officinarum) – 1275 marqueurs RFLP obtenus

36 QTLs intervenants dans la teneur en sucre (68% de

la variabilité)



Sélection assistée par

marqueurs encore difficile surdes caractères aussi

complexes



Les gènes d’intérêt et la transgénèse

Clonage positionnel d’un gène de résistance à la rouille brune (gène majeur) par l’équipe de L. Le Cunff.

Weng L-X. (2005) introduction par biolistique d’une

endotoxine insecticide (Cry1Ac) contre la pyrale

Gilbert R.A. (2009) introduction par Agrobacteriumd’un gène de résistance (nptII ) au virus SCYLV

Leibbrandt B. (2003) introduction d’un gène de

résistance ( pat ) à un herbicide (le Buster) – De plus,

variété aux caractéristiques agronomiques intéressantes



Le schéma de base d’une sélection conventionnelle

Utilisation des hybrides et des anciens cultivars de S. officinarum

Croisements bi-parentaux

Obtention d’hybrides de clones

Première sélection visuelle sur les 100 000 à 1 million de plantsDeuxième sélection via des protocoles expérimentaux (teneur en

sucre, tallage, reprise végétative, résistances aux pathogènes)

Troisième sélection à grande échelle sur plusieurs sites

(multilocaux)

Varie entre 8 et 20 ans selon le nombre de critères choisis



III) Production des clones

La méthode classique :

Bouturage d’un cultivar ayant poussé 7 à

10 mois en pépinière (4 à 8 tonnes/Ha)

1 Ha de pépinière pour 10 Ha de culture

Traitement préalable des clone (à la

chaleur (50°C), pesticides)

Mécanisation de la plantation ou travauxmanuels




Micropropagation développé par Jalaja en1981 : en 1 an obtention de 180 000 clones

indemnes de virus (Sugar Cane Breeding

Institute de Coimbatore)

Tests ELISA sur les plants pour s’assurer

de l’absence de pathogènes de quarantaine

Coute chère



Production de semences artificielles via une encapsulationdans un polymère de tissus méristématiques

Meilleur état sanitaire de base, facilité de mise en culture,

bonne germination – Couts élevés, à faire baisser




Conclusion

Culture importante d’un point de vue agro-économique

Va s’intensifier avec la demande en biocarburant (le Brésil a déjà bien

commencé)

Filière plant rattaché à la filière sucrière (car multiplication végétative)

Pas toujours de retour sur l’investissement pour les obtenteurs car loisde protections des variétés diffèrent selon les pays de production

Efforts à faire sur l’introgression de gènes de Miscanthus et Erianthus

Programme international SUCEST (Sao Paulo) visant à séquencer 300

000 EST et en faire une catégorisation par grand groupes de fonctions



Merci de votre attention

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