La productivité semencière : l’enjeu du développement des hybrides Festulolium entre fétuque et ray-grass chez les graminées fourragères

Marc Ghesquière (1) , Thierry Bourgoin (2) , Jacques Hacquet (3)

1 P3F - Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères
2 Plate-forme Technique d'Innovation Variétale
3 FNAMS - Fédération Nationale des Agriculteurs Multiplicateurs de Semences

Festulolium are interspecific hybrids between Festuca and Lolium species bred to improve forage performances under climate stresses as low and high temperature and water deficit. Thirty-six varieties are presently registered in the European Union list of which, only four are in the French list. The Festulolium definition changed in 2004 in extending potentially to nine amphiploid combinations and more than sixty forms at various degree of introgression, diploid to hexaploid, into four fescue species and three Lolium species including hybrid rye-grass. In this range of continuous variation, the forage performances among Festulolium varieties are still negatively correlated with seed productivity which closely determines availability and benefits for end-users. The project aimed to provide further data on genetic variability of seed productivity and its components as pollen fertility among present varieties and breeding plant material, up to individual plant level to be used as breeding criteria. The results showed that seed productivity is sufficiently restored in Festulolium as soon as they derive from one generation of back-crossing into any tetraploid ryegrass species. By contrast, amphiploid Festulolium whatever they come from, F. pratensis or F. glaucescens, still remained of low seed productivity which germination rate may fail rapidly to meet the 80 % requirement for seed marketing. Remodelling the genome balance in such Festulolium by speeding up interspecific recombination and using molecular tools seem the only mean to increase seed productivity before conventional breeding can take place usefully. To support this considerable long term investment by plant breeders, better identification of genetic structure of candidate Festulolium varieties is required, also defining better adequate tests for VCU.

Les Festulolium sont des hybrides interspécifiques entre fétuque et ray-grass développés pour améliorer la production fourragère sous stress climatique, température et déficit hydrique. Il existe à ce jour 36 variétés inscrites au catalogue Européen dont 4 seulement au catalogue Français. Modifiée en 2004, la définition de Festulolium par l’Union Européenne peut recouvrir désormais une très grande diversité de formes ; 9 combinaisons amphiploïdes et plus de 60 formes introgressées à des degrés divers, de 14 à 42 chromosomes, dans 4 espèces de fétuque et 3 espèces de ray-grass dont le ray-grass hybride. Dans ce continuum de variation, le degré d’innovation en matière de performances fourragères reste encore fortement corrélé, et négativement, à la productivité en semences, ce qui conditionne fortement le développement des variétés. Le projet a eu pour objectif d’apporter de nouvelles données de variabilité génétique de la productivité de semences et des composantes de la fertilité, en essai et multiplication, entre variétés et descendances, et jusqu’au niveau de la plante individuelle pour en évaluer l’intérêt comme critère de sélection. Les résultats montrent que la productivité de semences est suffisamment restaurée chez des Festulolium après une seule génération de rétrocroisement dans un ray-grass de niveau tétraploïde, quel qu’il soit. En revanche, les formes amphiploïdes, qu’elles soient issues de F. glaucescens ou de F. pratensis, présentent un net déficit de productivité, aggravé d’une faculté germinative se dégradant rapidement après la récolte. L’amélioration de la productivité semencière doit ainsi constituer un objectif prioritaire chez les Festulolium amphiploïdes pour mieux faire valoir leur potentiel d’innovation dans un contexte de changement climatique. Pour encourager cet investissement de long terme, il est indispensable que la structure génétique des variétés de Festulolium candidates soit mieux identifiée à l’inscription et puisse déterminer des épreuves VATE également mieux ciblées.

Mots clés: amphiploïde; pérennité; amphiploid; interspecific hybrid; fescue; ryegrass; abiotic stress; drought tolerance; persistency; amphiploidy

Mots clés: festulolium; hybride interspécifique; fétuque; ray-grass; plante pérenne; amphiploidie; stress abiotique; tolérance à la sécheresse; introgression

Domaines: Sciences agricoles

Marc Ghesquière, Thierry Bourgoin, Jacques Hacquet. La productivité semencière : l’enjeu du développement des hybrides Festulolium entre fétuque et ray-grass chez les graminées fourragères. Innovations Agronomiques, 2016, 50, pp.21-38. ⟨10.15454/1.4721079268561484E12⟩. ⟨hal-01578285⟩