Les limites inhérentes à la reproduction sexuée

L'amélioration des plantes donne d'excellents résultats. Des schémas de sélection adaptés à chaque espèce ont été élaborés et optimisés. Ainsi, pour l'ensemble des espèces cultivées, des progrès importants ont pu être réalisés (productivité, adaptation au milieu, qualité technologique...). Cependant, cette voie se heurte à trois limites inhérentes à la reproduction sexuée : l'incompatibilité, l'imprécision et le temps. Les biotechnologies apportent de nouvelles réponses à la sélection classique : pour faciliter les croisements interspécifiques, pour maîtriser les transferts de gènes, pour créer rapidement des lignées pures.

- Faciliter les croisements interspécifiques. Lorsque le sélectionneur cherche à réaliser des croisements interspécifiques (entre plantes d'espèces différentes), afin d'augmenter les ressources en caractères favorables, il rencontre parfois une impossibilité : absence de fécondation, avortement de l'embryon, ou obtention d'un descendant stérile. Les techniques de sauvetage d'embryons, de fusion de protoplastes et de transgénèse permettent notamment de faire face à ces handicaps.

- Maîtriser l'apport de nouveaux caractères. Lorsque le sélectionneur fait un croisement, il brasse un très grand nombre de caractères, aussi bien ceux qu'il désire introduire dans la nouvelle variété, que des caractères indésirables. Ainsi, il doit ensuite procéder à de longues années de sélection pour éliminer ces derniers.

Face à ce problème, la connaissance du génome, grâce à la réalisation de cartes génétiques par l'utilisation de marqueurs moléculaires, et la transgénèse permettent de cibler et d'introduire un gène d'intérêt dans un fond génétique.

- Diminuer la durée de création. Ce point est en partie lié aux deux aspects précédents. La sélection est un processus de longue haleine, il faut compter 5 à 15 ans, selon les espèces, pour créer une nouvelle variété et la mettre sur le marché. Les techniques d'haplodiploïdisation et de culture d'embryons permettent de raccourcir la durée des cycles de sélection, en diminuant le temps nécessaire à la fixation et à la multiplication des génotypes intéressants.


Exemples de réponses des biotechnologies

Les biotechnologies ont été intégrées dans les processus de sélection depuis leur développement. Voici trois exemples qui illustrent l'apport des biotechnologies dans le contournement des limites de l'amélioration des plantes par voie classique.

- Les espèces sauvages de tournesol constituent un bon réservoir de source de résistances aux pathogènes. On a donc recours à des croisements interspécifiques entre tournesols cultivés et sauvages. Toutefois, ceux-ci sont souvent limités par des phénomènes d'avortement des embryons issus de ces croisements. La technique de sauvetage d'embryons a donc été appliquée afin de permettre ces apports de gènes. Ainsi, des variétés de tournesol résistant au mildiou et au Sclerotinia, deux pathogènes majeurs de cette culture, ont pu être obtenues par ces techniques, dès 1985.

- La transgénèse est apparue au début des années 1980 dans le domaine végétal. Elle permet d'améliorer une plante à partir de gènes provenant d'une autre espèce, d'un autre genre, éventuellement d'un autre règne. Cette méthode permet une maîtrise beaucoup plus importante des transferts génétiques : on introduit de l'ordre de 10 à 100 fois moins d'ADN étranger. Les applications concernent de nombreuses espèces et caractères. On peut citer notamment l'obtention, en 1994 aux Etats-Unis, de variétés de courgettes résistantes aux virus.

- De nouvelles lignées de colza ayant une qualité d'huile et de tourteaux améliorée ont été mises au point. Ce sont les colzas double zéro, sans acide érucique et sans glucosinolate. Cette caractéristique a pu être introduite rapidement et efficacement à l'ensemble des géniteurs grâce à l'haplodiploïdisation. Ainsi, on dispose, depuis le début des années 1990, de variétés de colza double zéro tout à fait compétitives d'un point de vue agronomique et de qualité améliorée.