Variabilité génétique des caractères mesurés sur les génotypes de luzerne

Les caractères phénotypiques mesurés sur la luzerne varient selon les coupes (Figure 19). Les moyennes de biomasse varient de 50 g (coupes 1, 4 et 8) à 200 g (coupe 6). Les hauteurs moyennes varient de moins de 500 mm à plus de 800 mm. Le nombre de tiges par plante est de moins de 20 en moyenne en première coupe et passe à plus de 100 en dernière coupe. Les concentrations en protéines varient de 15% à 18% sauf en coupe d’automne 2011 (coupe 4) où elle atteint 23%.

En analyse de variance, les effets génétiques de la luzerne (variété et génotype hiérarchisé à la variété) ont été hautement significatifs sur la biomasse, la hauteur, le nombre de tiges et la concentration en protéines sur toutes les coupes (Tableau 5). L’effet du génotype de fétuque a été non significatif sauf pour la hauteur en coupe 8 pour laquelle la hauteur de la luzerne a été supérieure en mélange avec la fétuque fourrage qu’en mélange avec la fétuque gazon (Figure 19). Les interactions variété de luzerne x génotype de fétuque et génotype de luzerne hiérarchisé à la variété x génotype de fétuque ont été généralement non significatives.

Figure 19 Moyennes des quatre caractères (a) biomasse, (b) hauteur, (c) nombre de tiges et

(d) concentration en protéines mesurés sur les génotypes de luzerne cultivés en mélange avec la fétuque type fourrage et type gazon sur huit coupes de 2011 (c1 à c4) et 2012 (c5 à c8). Les barres indiquent la racine carrée du carré moyen de l’erreur dans l’analyse de variance avec les effets génétiques de luzerne et de la répétition, dans chaque coupe et avec chaque génotype de fétuque.

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Tableau 5 Analyse de variance (F et signification) pour l’effet de la variété de luzerne, du

génotype de luzerne hiérarchisé à la variété et du génotype de fétuque pour les caractères (biomasse, hauteur, nombre de tiges et concentration en protéines) des luzernes en mélange avec les deux types (fourrage et gazon) de fétuque élevée sur les huit coupes de 2011 (coupes 1 à 4) et 2012 (coupes 5 à 8). Les interactions génotype de fétuque x variété de luzerne et génotype de fétuque x génotype de luzerne hiérarchisé à la variété sont généralement non significatives.

Coupe Source de variation Biomasse Hauteur Nombre

de tiges Concentration en protéines Coupe 1 (Mai 2011) Variété de luzerne 37.65 *** 51.85 *** 19.58 *** 40.45 *** Génotype de luzerne (variété) 7.23 *** 7.57 *** 3.66 *** 9.52 *** Génotype de fétuque 2.90 NS 0.002 NS 13.88 NS 5.51 NS

Coupe 2 (Juin 2011)

Variété de luzerne 26.65 *** 70.10 *** 44.74 *** 25.18 *** Génotype de luzerne (variété) 8.55 *** 5.58 *** 4.40 *** 6.60 *** Génotype de fétuque 0.18 NS 0.02 NS 2.38 NS 0.41 NS

Coupe 3 (Août 2011)

Variété de luzerne 40.99 *** 105 *** 47.71 *** 29.64 *** Génotype de luzerne (variété) 9.93 *** 9.10 *** 7.94 *** 11.80 *** Génotype de fétuque 0.12 NS 0.02 NS 0.74 NS 0.11 NS

Coupe 4 (Octobre 2011)

Variété de luzerne 44.69 *** 179.49 *** 30.73 *** 191 *** Génotype de luzerne (variété) 12.54 *** 7.97 *** 7.06 *** 25.31 *** Génotype de fétuque 0.16 NS 0.1 NS 0.91 NS 0.23 NS

Coupe 5 (Mai 2012)

Variété de luzerne 51.30 *** 84.81 *** 44.89 *** 72.58 *** Génotype de luzerne (variété) 13.78 *** 14.63 *** 12.73 *** 16.32 *** Génotype de fétuque 0.89 NS 12.80 NS 0.50 NS 0.43 NS

Coupe 6 (Juillet 2012)

Variété de luzerne 32.62 *** 49.21 *** 23.14 *** 21.23 *** Génotype de luzerne (variété) 12.78 *** 9.82 *** 8.82 *** 6.35 *** Génotype de fétuque 1.16 NS 2.93 NS 0.06 NS 4.30 NS

Coupe 7 (Août 2012)

Variété de luzerne 39.93 *** 102.02 *** 37.42 *** 101 *** Génotype de luzerne (variété) 15.39 *** 13.56 *** 9.53 *** 9.70 *** Génotype de fétuque 0.72 NS 8.46 NS 0.12 NS 0.89 NS

Coupe 8

(Octobre2012)

Variété de luzerne 81.70 *** 221 *** 40.44 *** 133 *** Génotype de luzerne (variété) 20.72 *** 9.01 *** 11.44 *** 9.63 *** Génotype de fétuque 0.90 NS 34.99 * 0.19 NS 4.26 NS NS, *, **, ***=non significatif et significatif à p<0.05, p<0.01 et p<0.001, respectivement

Comme le génotype de fétuque n’a peu ou pas d’effet sur les caractères de la luzerne et que les interactions entre génotypes de luzerne et génotypes de fétuque ne sont pas significatives, seuls les résultats obtenus en mélange avec la fétuque type fourrage seront décrits par la suite.

Tableau 6 Héritabilités au sens large (H2) pour les caractères mesurés sur les luzernes en mélange (biomasse, hauteur, nombre de tiges et concentration en protéines) et la part de variation observée sur les fétuques voisines (biomasse, hauteur, diamètre et INN) et expliquée par la variation génétique de la luzerne sur les coupes de 2011 et 2012.

*les héritabilités pour lesquelles l’effet du génotype de luzerne n’est pas significatif

Les héritabilités (Tableau 6) sont élevées pour les caractères mesurés sur la luzerne sur les huit coupes de 2011 et 2012 (0.50 < H2 < 0.94) surtout pour la hauteur. La variation disponible au sein des génotypes de luzerne a été illustrée par une analyse en composantes principales (ACP) réalisée sur la biomasse, la hauteur, le nombre de tiges et la concentration en protéines de la luzerne enregistrées dans les huit coupes de 2011 et 2012 en mélange avec la fétuque type fourrage (Figure 20). Les deux premiers axes représentent 66,4% de variation. L’axe 1 est positivement corrélé aux composantes de rendement (biomasse, hauteur et nombre de tiges) et négativement corrélé à la concentration en protéines, ce qui indique une corrélation négative entre la concentration en protéines et les composantes du rendement. L’axe 2 est positivement lié à la concentration en protéines et au nombre de tiges. Les génotypes de luzerne sont distribués sur l'ensemble du diagramme, ce qui indique que toutes les combinaisons de caractères étaient disponibles dans cet ensemble de génotypes. Des résultats similaires ont été obtenus avec la fétuque type gazon. Certains génotypes de luzerne (génotypes 8_4, 8_7, 8_9, 8_2, 8_1 de variété « Krasnokutskaya » et génotypes F3 et 5_8) avaient une concentration en protéines élevée, une hauteur et une biomasse faibles, mais un nombre de tiges relativement élevé. Les génotypes non-fixateurs de luzerne (11_7, 11_6, 11_9, 11_1 et 11_4) et les génotypes fixateurs G1 et 4_9 ont montré les plus faibles biomasses, hauteurs, nombres de tiges et concentrations en protéines. Certains génotypes

Luzerne cible Fétuques voisines

Coupe Biomasse Hauteur

Nombre de tiges

Concentration

en protéines Biomasse Hauteur Diamètre INN

1 0.64 0.70 0.50 0.75 0.09 0.21 0.06* 0.03 2 0.67 0.76 0.69 0.71 0.04 0.14 0.10 0.05 3 0.74 0.83 0.72 0.74 0.01* 0.07 0.11* 0.22 4 0.79 0.93 0.72 0.92 0.00* 0.25 0.13 0.28 5 0.82 0.87 0.81 0.82 0.00 0.36 0.16 0.46 6 0.78 0.86 0.73 0.63 0.01 0.36 0.32 0.38 7 0.77 0.92 0.76 0.82 0.04* 0.32 0.34 0.55 8 0.83 0.94 0.77 0.87 0.17 0.23 0.21 0.48

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(12_9, 12_7 et 12_8 de la variété « Polder » ou 4_6, F2, H1 et C1) étaient grands, avaient une forte biomasse et un grand nombre de tiges mais une faible concentration en protéines.

Figure 20 Analyse en composantes principales (ACP) calculée sur les caractères (B:

biomasse, H: hauteur, T: nombre de tiges et P: concentration en protéines) mesurés sur les luzernes (ml) en mélange avec la fétuque type fourrage sur huit coupes de 2011 et 2012 (1 à 8). a Contribution des caractères aux deux premiers axes. b Distribution des génotypes de luzerne sur les deux premiers axes.

4.1.2 Variation phénotypique des caractères mesurés sur les deux génotypes de la