L’amélioration des légumineuses fourragères et à graines pour accroître l’auto-suffisance protéique de l’Union Européenne et de la Chine

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EUCLEG – Journée Technique Coop de France Déshydratation – 5 Fév 2019

EUCLEG

Breeding forage and grain legumes to increase EU’s and China’s protein self-sufficiency

Bernadette Julier

INRA, France

L’amélioration des légumineuses fourragères et à graines pour accroître l’auto-suffisance protéique

de l’Union Européenne et de la Chine

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Call 2016, SFS 44 : “A joint plant breeding programme to decrease the EU's and China's

dependency on protein

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Imports de protéines en Europe et en Chine

De Visser et al 2014

Dépendance protéique de l’Europe: 69%

Europe

Gale et al 2015

Chine

2014: La Chine a importé 60% du marché mondial

?

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EUCLEG – Grand Poitiers, 9 Février 2018 – Lusignan

Légumineuses N₂

atmosphérique

Produits riches en protéines

Empreinte environnementale positive

Fourrage

Graines

Humains Monogastriques

Ruminants

tourteau

luzerne trèfle violet

pois féverole soja

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EUCLEG – Grand Poitiers, 9 Février 2018 – Lusignan

Augmenter la

production de protéines

Rendement et stabilité

Stress abiotique Changement

climatique

Teneur et qualité des

protéines

Stress biotique

Evaluation

phénotypique Outils moléculaires

Ressources génétiques

Matériel élite

Plus d’efforts sur les espèces fourragères - Rendement protéique + élevé

- Plus de services écosystémiques - Moins couverts par actions UE

Sélection Composés anti-

nutritionels

Feed & Food

Adaptation

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Les objectifs de EUCLEG

Au niveau scientifique :

◦ Elargir la base génétique des légumineuses et analyser la diversité génétique des accessions Européennes et Chinoises en utilisant des caractères phénotypiques et des marqueurs

moléculaires

◦ Analyser l’architecture génétique des principaux critères de sélection en utilisant la génétique d’association (GWAS)

◦ Evaluer le potentiel offert par la sélection génomique (GS) pour créer de nouvelles variétés de légumineuses

Au niveau technologique :

◦ Développer des bases de données interrogeables contenant les données de passeport ainsi que les caractéristiques agronomiques et génétiques

◦ Développer des outils et des données moléculaires

Au niveau appliqué (sélection):

◦ Développer des outils de génotypage

◦ Mettre en oeuvre la gestion des données et leur analyse

◦ Explorer le potentiel pour de nouveaux usages des légumineuses fourragères pour l’alimentation humaine

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Project structure

WP8 Ethics requirements

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Flowchart

WP4

WP3 WP1

Database

Accessions

• Genetic resources centres

• Registered varieties

Genetic diversity, G x E interactions, structure

Phenotypic data on breeding material

Genome Wide Association Study

Genomic selection

Phenotypes

WP4

WP3 WP5

Genotypes

Passport,…

WP2

Progeno ^{A user-}

friendly software

Data

acquisition

Data

management

Statistics, interpretation

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Points importants

Cing espèces: les plus cultivées

o 2 espèces fourragères: luzerne et trèfle violet o 3 espèces à graines: pois, féverole, soja

o (luzerne et soja seulement, en Chine)

Même stratégie pour les 5 espèces

o Utilisation de ressources génétiques o Phénotypage et génotypage

o Description de la variabilité génétique, interaction G x E o Architecture génétique : GWAS, GS

o Logiciel pour la gestion des données et les analyses o Forte collaboration avec des sélectionneurs privés

2017 ^Septembre 2018

2019 2020

2021 Août

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Partenariat

38 partenaires :

o 26 partenaires européens: dont 9 sélectionneurs et 1 PME o 12 partenaires chinois : dont 1sélectionneur

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Participant organisation name Country Institut National de la Recherche

Agronomique – INRA (Coordinator), Res France Aberystwyth University (IBERS), He, Res UK

Agricultural Research, LTd. (ART), SME Czech Rep.

Agro Seed Research bvba (Agro Seed

Research), SME Belgium

Agrovegetal S.A. (Agrovegetal), SME Spain Boreal Kasvinjalostus Oy (Boreal), SME Finland Chinese Academy of Agricultural Science

Institute of Grassland Research (CAAS-

IGR), Res China

Crop Tillage and Cultivation Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural

Sciences (HAAS), Res China

DLF SEEDS AS (DLF Seeds), Ind Denmark Eidgenössisches Departement für

Wirtschaft, Bildung und Forschung (WBF),

Res Switzerland

Graminor AS (Graminor), Ind Norway Inner Mongolia Agricultural University

(IMAU), He, Res China

INRA Transfert S.A. (IT), Other France Institut Za Ratarstvo I Povrtarstvo

(IFVCNS), Res Serbia

Institute for forage crops Ltd Kruševac

(IKBKS), Res Serbia

Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-

IAS), Res China

Instituto Andaluz de Investigaciony Formacion Agraria Pesquera Alimentaria y

de la Produccion Ecologica (IFAPA), Res Spain

Participant organisation name Country International Plant Genetic Resources Institute

(IPGRI), Res Italy

Jiangsu Academy of Agricultural Sciences

(JAAS), He, Re China

Jouffray Drillaud (JD), SME France Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für

Kulturpflanzen (JKI), Res Germany Lantmännen Ek. För. (Lantmännen), Ind Sweden Leibniz - Institut für Pflanzengenetik und

Kulturpflanzenforschung (IPK), Res Germany Nanjing Agricultural University (NJAU), He China Nordiskt Genresurscenter (NordGen), Res Sweden Norges Miljø-og Biovitenskapelige Universitet

(NMBU), He Norway

North-East Agricultural University (NEAU), He China Northeast Institute of Geography and

Agroecology, Chinese Academy of Sciences

(CAS-IGA), Res China

Northwest A&F University (NWAFU), He China Progeno BVBA (Progeno), SME Belgium Shanxi Agricultural University (SXAU), He China

Société RAGT 2n SAS (RAGT), Ind France Tourneur grandes cultures (Barenbrug), SME France Universiteit Gent (UGENT), He, Res Belgium

VIB (VIB), Res Belgium

Vlaams Gewest (ILVO), Res Belgium Zhejiang Academy Agricultural Sciences

(ZAAS), Res China

Jiuquan Daye Seed Industry Co. Ltd (JDSI),

SME China

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Travaux sur la luzerne

400 variétés rassemblées

◦ Evaluées au champ en 5 lieux: Lusignan, Novi Sad, Troubsko, Store Heddinge, Aberystwyth

Rendement, qualité, production de semences

◦ Evaluation de la tolérance à l’anthracnose (Barenbrug, Jouffray-Drillaud, RAGT)

◦ Evaluation de la tolérance au fusarium (ART)

◦ Evaluation de la tolérance à la sécheresse (IBERS)

◦ Evaluation de la tolérance à faible P (IBERS)

Séquençage du génome

◦ Prestation NRGene par INRA

Génotypage par GBS

◦ Au niveau des variétés --> Fréquences alléliques

◦ 400 variétés + 660 populations en cours de sélection (Barenbrug, DLF, Jouffray-Drillaud, RAGT, IFVCNS) : INRA

Génétique d’association et sélection génomique

◦ INRA

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