2016 : Année internationale des légumineuses ! Et pour cause : les
légumineuses ont des atouts à mieux valoriser pour une agriculture
durable. Le séquençage du génome d’une espèce modèle en 2011 est une
étape décisive pour faciliter l’amélioration de ces espèces à fort
potentiel.
Les légumineuses, une famille à fort enjeu agronomique
Pois,
féverole, lentille, luzerne, trèfle,…les légumineuses possèdent une
caractéristique unique dans le monde végétal : celle de fixer l’azote
atmosphérique, grâce à une symbiose avec des bactéries installées dans
leurs racines. De cette propriété découlent de nombreux avantages.
Utilisées dans une rotation de cultures, les légumineuses fournissent de
l’azote à la culture suivante, permettant ainsi une économie d’engrais
azotés de synthèse (1). Elles augmentent aussi la biodiversité, et
peuvent réduire la transmission des maladies et ravageurs. Sur le plan
alimentaire, les légumineuses sont une source importante de protéines
pour l'alimentation humaine et animale
Malgré
tous ces atouts, la culture des légumineuses n’a cessé de chuter en
France et en Europe depuis les années 80 (2) : seulement 2 % des
surfaces cultivées en grandes cultures en Europe, contre plus de 15 % en
Amérique du Nord et 26 % en Amérique du Sud. Déficitaire en cultures de
protéagineux, l’Europe importe 75% des protéines végétales utilisées en
alimentation animale, essentiellement sous forme de tourteaux de soja.
La
connaissance du génome de ces espèces est un facteur clé de leur
amélioration génétique, et par suite de leur succès agronomique et de
leur réintroduction dans les rotations de cultures.
L’Inra choisit un modèle : Medicago truncatula
Un consortium international comprenant l’Inra a décrypté la quasi-totalité des huit chromosomes du génome de Medicago truncatula (3). Medicago truncatula,
proposée comme légumineuse modèle par l’Inra dans les années 1980, est
très proche de la plupart des légumineuses cultivées en Europe comme le
pois protéagineux, la féverole, la luzerne ou les trèfles. En
particulier, l’ordre des gènes sur les chromosomes est conservé parmi
ces espèces (4). Ainsi, la détermination de la séquence du génome de Medicago truncatula
a permis d’ordonner la majorité des gènes sur les huit chromosomes pour
plusieurs espèces. Cette connaissance devrait grandement faciliter la
localisation des gènes importants chez les légumineuses cultivées.
L’origine génétique de la symbiose fixatrice d’azote
Ces
travaux ont également révélé que le génome des légumineuse a été
dupliqué il y a environ 60 millions d'années. Grâce à cette duplication
du génome, des gènes impliqués dans une symbiose beaucoup plus ancienne
avec des champignons mycorhiziens ont évolué et donné naissance aux gènes impliqués dans la symbiose fixatrice d'azote.
(1)
L'économie d'engrais azotés s'accompagne d'une économie d’énergie
fossile nécessaire à la production et au transport de ces engrais, et
d'une diminution des émissions de gaz à effet de serre, car la
fertilisation azotée est à l’origine d’émissions dans l’atmosphère de
protoxyde d’azote (N2O), un gaz ayant un pouvoir de réchauffement climatique environ 300 fois plus élevé que le gaz carbonique.
(2)
pour différentes raisons en partie historiques : bas coût des engrais
azotés, soutien économique supérieur pour les céréales.
(3)
La France a réalisé le séquençage des deux bras du chromosomes n°5,
soit 45 millions de paires de bases, avec une finition complète.
(4) Conservation dite synténique.
