Etude éco-physiologique, agronomique, physico- chimique et génétique d’une collection de blé dur

Abstract

L’objectif de cette étude repose sur une évaluation de la diversité génétique d'une collection de 125 génotypes de blé dur (Triticum durum Desf.) issus de différentes origines, incluant des variétés locales, anciennes et nouvelles, à travers une analyse combinée, phénotypique et moléculaire. Quatre essais ont été menés sous conditions pluviales sur deux sites différents. Pour le site de Constantine, ils ont été réalisés durant les campagnes agricoles 2018/2019 et 2020/2021, tandis que pour le site d’Alger ils ont été réalisés durant les campagnes agricoles 2020/2021 et 2021/2022. L’étude s’est basée sur le suivi des paramètres phénologiques, morphologiques, physiologiques et agronomiques. Les résultats obtenus ont montré que les génotypes « Icarasha*2 » et « Ter1//Mrf1/Stj2 » de l’ICARDA se sont distingués par leur cycle végétatif le plus précoce, dans les deux sites, tandis que les variétés locales algériennes et les génotypes Senatore-cappelli et Kebir se sont caractérisées par leur tardivité et la longue hauteur de la tige. Les variétés, GR Iran et Gemgoum Rkhem ont présenté un poids de mille grains, un nombre d’épillets fertiles/épi et un nombre de grains/épi élevés dans les deux sites, de plus les variétés Omrabi5 et Altar84 ont affiché une teneur élevée en chlorophylle sur les deux sites. A l’issu des résultats obtenus et en se basant sur ceux relatifs au rendement en grains, l’évaluation de l'interaction génotype × environnement a été réalisée selon le modèle AMMI et son indice d’adaptabilité AWAI et l’analyse de la stabilité et de performance des paramètres via l’indice MTSI. Plusieurs génotypes ont été identifiés simultanément par les deux méthodes. Il s’agit de C1 et 98 et 99 (ICARDA), C2, C4 et 31 (Algérie), C5, C3 et 120 (CIMMYT), 100 (Mexique) ainsi que 18 (Syrie). Ces génotypes se sont distingués par leur rendement élevé et leur grande performance et stabilité par rapport aux paramètres liés au rendement. Sur le plan physico-chimique, visant à évaluer la qualité technologique des grains de la collection de blé dur, les résultats ont permis d’identifier dix-neuf génotypes prometteurs grâce à l’indice MGIDI, reflétant des caractéristiques recherchées dans l’industrie de fabrication des pâtes. Ces résultats mettent, également, en évidence le potentiel des variétés locales algériennes, notamment Guemgoum Rkhem, Bidi 17, Oued Zenati, Djenah-khettifa et Gloire de Montgolfier. Ces variétés se sont distinguées par leur forte teneur en protéines, la qualité du gluten, leur volume de sédimentation élevé et leur vitrosité. Sur le plan moléculaire, les marqueurs SNPs utilisés pour étudier la structure de la collection de 94 génotypes de blé dur ont révélé que la majeure partie de la variabilité génétique se situe au sein des populations plutôt qu’entre elles, en raison d’un flux génétique élevé. L’analyse d’association GWAS a permis d’identifier 27 SNPs significatifs lié à certains paramètres phénotypiques étudiés, dont trois présentant un effet pléiotropique. Deux de ces SNPs étaient directement liés à la hauteur de la plante et la longueur du col de l’épi, tandis que le troisième était associé à la précocité et à la fertilité de l’épi. Les SNPs identifiés au site d’Alger semble être associés à des traits liés à la production et à l’adaptation et ceux détectés à Constantine ont été liés à des traits impliqués dans les mécanismes d’adaptation. Des gènes candidats liés à la hauteur de la plante et à la longueur du col de l’épi ont été identifiés dans les deux sites, suggérant leur stabilité. En revanche, les gènes candidats associés au PMG, au nombre d’épillets fertiles par épi et à la précocité d’épiaison semblent spécifiques à certaines conditions environnementales. Ces résultats obtenus aideraient les sélectionneurs en leur permettant de cibler directement les locus identifiés dans les programmes d’amélioration du blé.