Les fourrages plus énergétiques ont une meilleure valeur nutritive. En augmentant la concentration en sucres non structuraux de la luzerne, il est possible d’améliorer le ratio entre l’énergie fermentescible et les protéines rapidement dégradables, et d’optimiser ainsi l’utilisation des fourrages et la performance des ruminants.

Le développement de nouveaux cultivars de luzerne par sélection phénotypique est un processus long et complexe, qui repose sur plusieurs cycles successifs d’évaluation et de choix. Or, la concentration en sucres de la luzerne varie fortement au cours de la journée, ce qui complique l’amélioration de ce caractère. Ces fluctuations sont particulièrement observables et élevées dans les feuilles si on les compare à l’ensemble de la plante.

Les chercheurs d’Agriculture et Agroalimentaire Canada ont donc développé une méthode de sélection qui améliore la concentration en sucres contenue dans les tiges des plantes fourragères plutôt que dans les feuilles. Les membres de l’équipe ont utilisé des populations de luzerne issues de ce processus de sélection pour identifier, à l’aide d’une technique infrarouge (NIRS), celles dont les concentrations en sucres sont contrastées [+], élevées ou faibles. Des échantillons ont été prélevés sur les tiges le matin et l’après-midi. Par la suite, une analyse moléculaire basée sur une amplification de l’acide ribonucléique (ARN) – une molécule qui ressemble beaucoup à celle de l’ADN – a permis d’identifier 37 gènes dont l’expression changeait pendant la journée.

L’analyse de la concentration en sucres, qui a suivi un rythme circadien similaire, suggère que ces gènes sont impliqués dans la synthèse des sucres pendant la journée. L’expression de 24 d’entre eux a été analysée à l’aide d’une technique plus précise (RT-qPCR). Les résultats confirment que l’expression dans la majorité des cas, 20 au total, variait plusieurs fois par jour.

Huit de ces gènes s’exprimaient différemment entre populations contrastées ([+] et [-]), ce qui indique qu’ils ont été affectés par le processus de sélection et pourraient aider à identifier les plants de luzerne plus riches en sucres. Des marqueurs ADN, plus stables et plus faciles à analyser, sont en cours de développement à l’aide de techniques de séquençage à haut débit. Ils permettront d’allonger la liste de gènes candidats et de les étudier sous un angle complémentaire.

À terme, ces marqueurs serviront à développer une approche de sélection assistée, afin d’identifier rapidement et facilement des individus prometteurs dans de larges populations. Ils faciliteront l’amélioration génétique de ce caractère complexe, difficile et long à évaluer avec les méthodes traditionnelles.

Solen Rocher, Annick Bertrand, Annie Claessens, Marie-Noëlle Thivierge
Ce projet a été financé par la Grappe Lait d’Agriculture et Agroalimentaire Canada.