Sélection à l’égard des caractéristiques des parois cellulaires liées à l’amélioration de l’efficacité de la saccharification chez la luzerne

La luzerne (Medicago sativa L.) est une espèce autotétraploïde à pollinisation libre qui présente une grande variabilité génétique en termes de dégradabilité des parois cellulaires, qui peut être exploitée à des fins d’amélioration génétique. Cependant, les gains génétiques pour ce caractère sont tributaires de la disponibilité de techniques de sélection permettant l’identification précise de génotypes supérieurs. Nous avons élaboré une méthode de sélection fondée sur le glucose libéré par les parois cellulaires à la suite de l’hydrolyse enzymatique et sur les prévisions de la spectroscopie de réflectance dans le proche infrarouge. En utilisant cette approche, nous avons identifié des génotypes qui sont plus enclins à la dégradation enzymatique et qui ont donc un potentiel de saccharification plus élevé. L’objectif était d’évaluer l’effet de la sélection récurrente sur le glucose libéré par procédé enzymatique chez la luzerne et d’évaluer la stabilité de ce caractère dans des conditions de terrain. Des génotypes de luzerne provenant de deux patrimoines génétiques (cultivars 54V54 et Orca) ont été soumis à deux cycles de sélection phénotypique en fonction de leurs concentrations de glucose (G) libéré par procédé enzymatique. Après chaque cycle, les génotypes affichant la concentration de glucose libéré la plus faible (G-) et la plus élevée (G+) dans chaque patrimoine ont été sélectionnés et croisés. Huit populations ont été générées et évaluées à trois sites au Canada en 2014 et en 2015. Une réponse significative à la sélection a été observée dans les deux patrimoines, les populations G+ affichant une concentration significativement plus élevée de glucose libéré par procédé enzymatique dans tous les sites expérimentaux. Par exemple, la population 54V54 G+2 obtenue après deux cycles de sélection récurrente positive affichait une concentration de glucose libéré par procédé enzymatique de 176 mg g-1, soit 16 % de plus que la population initiale 54V54 (152 mg g-1). Après deux ans, la sélection au champ à l’égard de ce caractère n’a pas eu d’impact important sur le rendement de la luzerne. Plusieurs polymorphismes SRAP d’intensité variable selon les populations ont été identifiés et utilisés pour déterminer les gènes présentant des décalages de fréquence allélique en réponse à une sélection divergente à l’égard de la dégradabilité de la paroi cellulaire. La sélection phénotypique basée sur les concentrations de G de la tige est une approche très prometteuse pour améliorer la dégradabilité de la paroi cellulaire des tiges de luzerne sans réduire la biomasse végétale.