L’amélioration génétique de l’épinette noire dans le Bas-Saint-
Laurent et en Gaspésie : synthèse des travaux réalisés depuis 1972
Mireille Desponts, Ph.D., biol.
Gaétan Numainville, techn.for.
Pourquoi produire des épinettes noires génétiquement améliorées
Le programme d’amélioration génétique existe de- puis 30 ans au Québec et comprend les principales espèces commerciales. Il constitue une étape essentielle pour accroître le volume et la qualité des arbres produits en plantation. Allié à une sylvi- culture adéquate, l’emploi de semences génétique- ment améliorées représente un élément détermi- nant pour augmenter la production forestière.
L’amélioration génétique classique des arbres consiste en un cycle continu de sélections, de croisements et de «testages», afin de créer les populations qui constitueront les vergers à graines.
Ces derniers alimenteront le reboisement en variétés améliorées adaptées aux conditions écologiques régionales (Figure 1). Dans le Bas- Saint-Laurent et en Gaspésie, l’épinette noire demeure une espèce privilégiée pour le reboisement, et les efforts consentis sont à la mesure de son importance économique.
En effet, de nombreux dispositifs d’épinettes noires ont été établis dans ces régions afin de parachever toutes les étapes nécessaires à la production de populations plus performantes.
De 1986 à 2003, 150 000 arbres ont été mis en terre dans vingt tests génécologiques (Figure 2).
En 2005, on estime que 85 % des besoins en semences seront comblés par les vergers à graines constitués d’une première génération d’arbres améliorés. Une deuxième génération d’épinettes noires est maintenant en voie de développement.
Les travaux réalisés dans le Bas-Saint- Laurent et en Gaspésie
1- Tests de provenances et d’hybrides entre provenances
De 1972 à 1984, plusieurs tests comparatifs de provenances (lots de semences d’un secteur donné) ont été établis dans les arboretums de la région afin d’étudier les caractéristiques génécolo- giques de l'épinette noire, et d’obtenir des infor- mations quantitatives sur la variabilité des diverses caractéristiques de l'espèce en fonction de varia- bles pédoclimatiques. Ces tests ont aussi permis d’identifier des provenances ayant démontré leur rusticité et une bonne croissance. Ces dernières ont ensuite été utilisées pour la réalisation de croisements dirigés.
Figure 1. Pépinière de St-Modeste. Verger à graines clonal composé des 100 arbres-élites sélectionnés parmi les tests de descendances du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie.
Ministère des Ressources naturelles, de la Faune et des Parcs Direction de la recherche forestière
2700, rue Einstein
Sainte-Foy (Québec) G1P 3W8 Téléphone : (418) 643-7994
Champou (1986) Gaspé
(1972, 1984)
Lac St-Ignace
(1972, 1974, 1984) Larocque
(1986)
Boutet (1988)
Matapédia (1972, 1984, 1991)
Pépinière de Ste-Luce
(1988, 1999) Robidoux
(1991 à 1999)
Arboretum de Gaspé, établi en 1972, comprend 512 arbres de treize hybrides entre provenances de l’Ontario, du Québec et des provinces Maritimes.
Arboretum de Lac Saint-Ignace, établi en 1972, comprend 1 032 arbres de 32 hybrides entre provenances originaires de l’Ontario, du Québec et des provinces Maritimes. Un second test de provenances, établi en 1974, comprend 8 256 arbres de 86 provenances d’épinette noire afférentes à son aire distribution. Il fait partie d’un ensemble de six tests installés à la grandeur de la province. Le projet était l’initiative de l’Institut forestier national de Petawawa. Des croisements dirigés ont été réalisés avec les
arbres des meilleures provenances afin de constituer des variétés multifamiliales supé- rieures à celles produites par les vergers de première génération.
Arboretum de Matapédia, établi en 1972, comprend 588 arbres de quatre provenances du Québec.
Arboretum de Parke, établi en 1972, comprend 784 arbres de sept provenances du Québec.
Quatre de ces sept provenances ont aussi été testées à l’arboretum de Matapédia. Un second test, établi en 1975, constitue une plantation conservatoire d’une seule provenance locale, comprenant 435 arbres.
Parke
(1972, 1975, 1984)
Estcourt
(1986)
Lavoie
(1991, 1995)
Pépinière de St-Modeste
(1990 à 2000) LaRoche
(1997, 1998) Asselin
(1999)
Lac Bellefontaine
(1986)
Patapédia
(1995)
Neigette (1986)
Lepage-Thivierge (1986)
Garin (1986)
New-Richmond (1984)
Tests de provenances
Tests d’arbres issus de croisements dirigés Tests d’arbres issus d’embryogenèse somatique(
Tests clonaux pour la 2e génération Vergers à graines
Arbres sélectionnés en forêt Tests de descendances
Figure 2. Dispositifs expérimentaux établis de 1972 à 2000 pour l’amélioration génétique de l’épinette noire dans le Bas-Saint-Laurent et en Gaspésie.
En 1984, cinq tests de provenances ont été établis en même temps que onze autres tests, répartis à la grandeur du Québec. Il s’agit de tests comparatifs comprenant de 2 600 à 3 000 arbres de dix-huit provenances (dix-huit lots de semences provenant de différentes régions du Québec), ou parfois plus. Ces tests se situent à l’Arboretum de Gaspé (2 700 arbres de dix- sept provenances d’épinette noire et d’une pro- venance d’épinette rouge), à l’ Arboretum de Lac Saint-Ignace, (2 625 arbres de dix-sept provenances d’épinette noire et d’une prove- nance d’épinette rouge), à l’Arboretum de Matapédia, (3 000 arbres de huit provenances d’épinette noire et de deux provenances d’épi- nette rouge), à l’ Arboretum de Parke, (3 000 arbres de dix-huit provenances d’épinette noire et de deux provenances d’épinette rouge), et à New Richmond (2 825 arbres de dix-huit prove- nances d’épinette noire et d’une provenance d’épinette rouge).
2- Tests de descendances issues de croisements dirigés
Depuis 1988, des croisements dirigés ont été réalisés entre les provenances les plus perfor- mantes afin de constituer des variétés multi- familiales supérieures à celles des vergers à graines de première génération. Des croise- ments dirigés interspécifiques ont aussi été faits afin d’obtenir des gains en croissance et d’améliorer certaines caractéristiques anato- miques ou phénologiques. On visait, de plus, à obtenir avec ces tests des informations sur la génétique des arbres à cime étroite, afin d’évaluer la pertinence de cette approche (idéotype de cime étroite, possédant un meilleur ratio « bois de tige/biomasse totale ») pour accroître les gains en volume.
Trois séries de croisements ont été effectuées pour la zone d’amélioration «D», correspondant au Bas-Saint-Laurent et à la Gaspésie. Les plantations expérimentales ont été établies dans plusieurs sites en 1991 et 1995, de même qu’à la pépinière de Saint-Modeste où les dispositifs en milieu contrôlé constituent en plus des tests visant à déterminer la possibilité de sélectionner plus précocement les meilleures familles (en cinq ans ou moins) comparativement aux tests en milieu naturel. Les résultats de dix ans de ces derniers déterminent la sélection des meilleures familles qui sont reproduites par
bouturage pour la production de plants de reboisement.
Pépinière Saint-Modeste, établis en 1990, 1991, et 1992, les tests de boutures comprennent 1 660, 1 520 et 880 arbres respectivement, de 76, 69, et 40 descendances en plus de quelques provenances.
Arboretum de Matapédia, établi en 1991, le test de boutures comprend 1 816 arbres de 66 descendances et de six provenances.
Lavoie, établis en 1991 et 1995, les tests de boutures comprennent 2 584, 1 700, et 1 260 arbres respectivement, de 76, 53, et 43 descendances et de quelques provenances.
Patapédia, établis en 1995, les deux tests de boutures comportent 1 724 et 1 400 arbres respectivement, de 53 et 51 descendances et de quelques provenances.
Robidoux, établis en 1991 et 1995, les tests de boutures comprennent 2 316, 1 536, et 1 784 arbres respectivement, de 70, 54, et 54 descen- dances et de quelques provenances (Figure 3).
Le test de boutures établi en 1997 (test clonal) comprend pour sa part 2 806 arbres des 144 meilleures descendances de la zone d’amélioration «D».
Figure 3. Test d’arbres bouturés issus de croisements dirigés de Robidoux en 1999.
La Roche, établi en 1997, le test de semis comprend 1 380 arbres de 45 descendances.
Un second test établi la même année (test clonal), comprend 1 934 arbres des 101 meilleures descendances de la zone d’amélioration «D».
3- Tests de descendances de première génération
Ces tests de descendances représentent le volet le plus important du programme d’amélioration génétique. Les dispositifs sont constitués des descendances des arbres-plus sélectionnés en forêt, et sur lesquels on a récolté les semences. Ces dispositifs ont permis d’identifier les familles à conserver dans les vergers à graines. Une fois les individus des moins bonnes familles éliminés, la pollinisation entre arbres supérieurs assure la production de semences de première génération génétique- ment améliorées. La majorité des plants de reboisement utilisés actuellement sont issus des familles sélectionnées. D’autre part, les tests de descendances ont aussi permis la sélection des arbres-élites qui seront utilisés pour créer la deuxième génération d’amélioration. Huit de ceux-ci sont établis dans le Bas-Saint-Laurent et en Gaspésie, il s’agit de :
Champou, établi en 1986, comprend 20 260 arbres de 445 familles. Les résultats de dix ans ont permis de faire l’éclaircie du verger à graines Champou.
Larocque, établi en 1986, comprend 21 764 arbres de 456 familles. Les résultats de dix ans ont permis de faire l’éclaircie du verger à graines Champou.
Estcourt, établi en 1986, comprend 13 272 arbres de 281 familles. Les résultats de 10 ans ont permis de faire l’éclaircie des vergers à graines Estcourt et Lepage-Thivierge. Une sélection de neuf arbres-élites a été effectuée dans ce test en 1996 pour mettre en place un nouveau verger à graines et deux tests clonaux.
Les tests clonaux sont destinés à confirmer la valeur génétique de ces arbres.
Lac Bellefontaine, établi en 1986, comprend 12 432 arbres de 263 familles. Les résultats de 10 ans ont permis de faire l’éclaircie des vergers à graines Estcourt et Lepage-Thivierge. Une sélection de six arbres-élites a été effectuée dans ce test en 1996, pour mettre en place un nouveau verger à graines et deux tests clonaux.
Le dispositif a été éclairci en 2003 (un arbre sur deux) et les arbres restants ont été élagués en vue d’un suivi à plus long terme et de travaux ultérieurs sur la qualité du bois.
Neigette, établi en 1986, comprend 12 852 arbres de 275 familles (Figure 4). Les résultats de 10 ans ont permis de faire l’éclaircie des vergers à graines Estcourt et Lepage- Thivierge. Une sélection de 25 arbres-élites a été effectuée dans ce test en 1996, pour mettre en place un nouveau verger à graines et deux tests clonaux. Le dispositif a été éclairci en 2003 (un arbre sur deux) et les arbres restants ont été élagués.
2003
2004
Figure 4. Test de descendances du canton Neigette, éclairci et élagué au cours de l’automne 2003.
Garin, établi en 1986, comprend 21 584 arbres de 458 familles. Les résultats de dix ans ont permis de faire l’éclaircie du verger à graines Robidoux. Une sélection de 60 arbres-élites a été effectuée dans ce test en 1996, pour mettre en place un nouveau verger à graines et deux tests clonaux. Le dispositif a été éclairci en 2004 (un arbre sur deux) et les arbres restants ont été élagués.
Boutet, établi en 1988, comprend 16 316 arbres de 343 familles. Les résultats de dix ans ont permis de faire l’éclaircie du verger à graines Boutet. Le dispositif a été éclairci en 2003 (un arbre sur deux) et les arbres restant ont été élagués.
Pépinière Sainte-Luce, établi en 1988, comprend 4 000 arbres de 100 familles. Il s’agit d’un test de descendances accéléré en pépinière, qui a pour but de déterminer le potentiel des tests génétiques en milieu de culture intensive pour accélérer la sélection des familles, tout en explorant l’influence de la fertilisation et de l’espacement. Les dernières mesures ont été prises et analysées en 1991.
4- Tests clonaux pour le développement d’une deuxième génération
Les tests clonaux sont constitués d’arbres issus du bouturage des arbres-élites identifiés précé- demment. Donc, pour un même groupe d’arbres, le matériel est génétiquement identi- que contrairement aux descendances, dont le groupe est constitué d’individus issus de la même « mère » mais pas nécessairement du même « père ». Ces dispositifs serviront à certifier le classement des arbres-élites sélec- tionnés dans différentes séries de tests, à guider la récolte de semences du verger clonal, constitué des mêmes individus, et à élaborer le plan de croisements conduisant à la prochaine génération. On retrouve dans le Bas-Saint- Laurent-Gaspésie deux de ces tests :
Robidoux, établi en 1999, comprend 1 856 arbres de cent clones (Figure 5). Le dispositif est destiné à certifier le classement des arbres- élites sélectionnés et à identifier les clones les plus performants du verger à graines de la pépinière de Saint-Modeste.
Asselin, établi en 1999, comprend 1 948 arbres de cent clones. Le dispositif est destiné à certifier le classement des arbres-élites sélectionnés et à identifier les clones les plus performants du verger à graines de la pépinière de Saint-Modeste.
Pépinière de Saint-Modeste, établi en 1999, le parc à clones comprend 372 arbres de cent clones. On y effectuera éventuellement des croisements qui conduiront à la prochaine génération d’épinette noire améliorée du Bas- Saint-Laurent-Gaspésie.
Pépinière de Sainte-Luce, établi en 1999, le parc à clones comprend 888 arbres de 200 clones de la population de support du Bas-Saint- Laurent-Gaspésie. Ils constituent une banque génétique pour les prochaines générations.
5. Multiplication végétative et embryogenèse somatique
Mentionnons la présence de petites plantations de démonstration d’arbres issus d’embryo- genèse somatique réalisées au cours des années 1990-2000, visant à démontrer à titre expérimental le développement normal des plants produits par embryogenèse somatique et multipliés par bouturage, et à mesurer les variations de croissance entre clones afin d’évaluer le potentiel de gain offert par la sélection de clones chez l’épinette noire.
Robidoux, établis en 1993, 1994, et 1995, les tests comprennent au total 1 615 arbres de 45 clones.
Figure 5. Test clonal de Robidoux en 2003.
La Roche, établis en 1997 et 1998, les tests comprennent au total 1 186 arbres de 47 clones.
Pépinière de Saint-Modeste, établi en 2 000, le test comporte 740 arbres de 54 clones.
Les résultats obtenus et projetés
La sélection des familles dans les tests de descendances et l’éclaircie des vergers à graines se sont achevées en 2001. Les mesures effectuées ont permis d’estimer le gain génétique associé à cette sélection pour chaque test (Figure 6) ou, le cas échéant, chaque série de tests constitués de matériel identique. Des données plus précises sur les gains seront obtenues des plantations expérimentales mises en place spécifiquement pour l’évaluation des
« gains réels ».
Le tableau 1 indique que les gains associés à une première éclaircie apparaissent relativement modestes. Il s’agit en effet d’une première sélection, de faible intensité, et dont le gain est calculé avec l’ensemble des arbres-plus du test plutôt qu’en se servant du rendement réel des populations naturelles. Au tableau 2, on constate d’autre part qu’une sélection plus intense sur du matériel dont la qualité génétique est connue permet d’espérer une production de plants beaucoup plus performants de la part des vergers clonaux en cours d’établissement.
Tableau 1. Gain estimé en hauteur à dix ans et gain projeté1 en volume marchand à 35 ans, obtenus avec les familles sélectionnées constituant la première génération d’épinette noire améliorée, dans Bas-Saint-Laurent et la Gaspésie.
Verger à graines Site des tests
(Cantons) Nb. total
familles Nb. familles
sélectionnées Gain estimé en hauteur
(%)
Gain projeté en volume à 35 ans (m3/ha)
Estcourt Estcourt, Neigette,
Lac Bellefontaine 214 95 3,0 4,1
Lepage-Thivierge
Estcourt 220 95 3,0 4,6
Boutet
Champou, LaRoche, Garin, Boutet
342 110 7,1 8,1
Champou / Robidoux
Champou, LaRoche, Garin,
433 190 5,5 6,0
1Valeurs obtenues des tables de rendement de Prégent et al. 1996, tenant compte de l’âge, de l’IQS des plantations et des arbres dominants.
Tableau 2. Gain estimé en hauteur à dix ans et gain projeté1 en volume marchand à 35 ans, obtenus avec les arbres sélectionnés pour constituer une seconde génération d’épinette noire améliorée dans le Bas-Saint-Laurent et en Gaspésie.
Site du test (Canton)
Nombre total d’arbres
Nombre d’arbres sélectionnés
Gain estimé en hauteur (%)
Gain projeté en volume à 35 ans (m3/ha)
Estcourt 13 272 9 17,6 14,3
Neigette 12 852 25 21,9 16,6
Lac Bellefontaine 12 432 6 12,7 10,2
Garin 21 584 60 20,8 15,5
1Valeurs obtenues des tables de rendement de Prégent et al. 1996, tenant compte de l’âge, de l’IQS des plantations et des arbres dominants.
Arbres-élites sélectionnés (25/12 852 arbres)
180 m3/ha
167 m3/ha 163 m3/ha
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
Moyenne du test
(214 familles) Familles sélectionnées (95/214 familles) Hauteur
m
190
Volume marchand
(m3/ha) oyenne
(m) 180
170
160
Figure 6. Hauteur moyenne de dix ans des arbres sélectionnés pour différentes intensités de sélection dans le test de descendances du canton Neigette et volume marchand correspondant, projeté à 35 ans pour un IQS de 10,0.
Glossaire :
amélioration génétique - Science ou art de modifier la constitution génétique d’une popula- tion de plantes dans une direction donnée.
arbre-élite - Arbre dont la supériorité génétique a été prouvée par un test de descendances approprié.
bouture - Rameau détaché d’un pied-mère et employé pour produire une nouvelle plante du même génotype.
clone - Ensemble d’individus génétiquement identiques (ramets), issus d’une même plante (ortet) par multiplication végétative.
croisement dirigé - Croisement artificiel de deux individus réalisé par l’intermédiaire de l’homme, par opposition au croisement libre ou par le vent.
test clonal - Plantation comparative permettant d’évaluer des individus multipliés végétativement, c’est-à-dire sous forme de clone.
test de descendances - Plantation établie selon un plan statistique approprié pour évaluer la valeur génétique de certains parents eu égard aux performances de leurs descendants.
Référence bibliographique :
PRÉGENT, G., V. BERTRAND et L. CHARETTE, 1996. Tables préliminaires de rendement pour les plantations d’Épinette noire au Québec. Gouvernement du Québec, minis- tère des Ressources naturelles, Direction de la recherche forestière, Mémoire de recherche forestière no 118, 70 p.
