La résistance des variétés, une donnée déterminante

La tolérance ou résistance aux maladies est un enjeu de taille dans les décisions d'inscription de variétés végétales au catalogue français. Voici un tour d'horizon des dispositifs d'évaluation et de quantification dans six cultures.

L'inscription d'une variété végétale au catalogue français sur la liste A revient à une autorisation de sa culture en France. Elle est du ressort du ministère chargé de l'Agriculture sur la base des propositions du CTPS(1).

Pour situer les enjeux

Conditions pour l'inscription : des règles définies

Pour être proposée à l'inscription au catalogue français sur la liste A, une nouvelle variété d'espèces de grande culture ou de plantes fourragères et à gazon doit remplir trois conditions :

- être reconnue distincte, homogène et stable (DHS) ;

- avoir une dénomination approuvée ;

- apporter une amélioration de valeur agronomique ou d'utilisation, jugée dans les épreuves « valeur agronomique, technologique et environnementale », dites VATE.

La décision d'inscription consiste à résumer les caractéristiques demandées par les utilisateurs (rendement, précocité, valeur technologique, facteurs de régularité de rendement tels que les résistances aux bioagresseurs, à la verse, au froid...) en deux mots :

- oui, cette variété peut être proposée à l'inscription car elle apporte des caractéristiques intéressantes ;

- non, il est inutile d'inscrire cette variété car elle n'apporte pas de progrès par rapport aux variétés actuelles ou parce qu'elle présente un défaut majeur.

Cette décision doit prendre en compte de nombreuses caractéristiques de la variété, de natures très diverses. Leur nombre varie selon les espèces, de trois pour le maïs grain (rendement, précocité et verse) à plus de douze pour le blé tendre et la pomme de terre. Les exigences pour l'inscription sont soit un seuil minimum pour chaque critère pris en compte (une sorte de course de saut d'obstacles), soit fondées sur un calcul d'index multicritère (comme un saut à la perche, la hauteur dépendant de l'ensemble des critères recherchés), soit la combinaison des deux approches. Elles sont formalisées dans un règlement technique d'inscription. Ces règlements, construits par les commissions d'experts du CTPS, sont validés par la section compétente du CTPS puis par le ministère de l'Agriculture.

Une prise en compte de la résistance parmi les critères d'inscription

Le comportement des variétés vis-à-vis des maladies fait partie des caractéristiques variétales prises en compte dans les décisions. La manière de les considérer est toutefois différente selon les espèces, en fonction de l'impact des maladies sur la culture mais aussi des approches privilégiées par les différentes sections du CTPS. Nous limiterons ici l'analyse à celle des modalités d'inscription au catalogue français, même si l'inscription sur le catalogue d'un pays européen inscrit automatiquement la variété au catalogue européen, donc l'autorise dans toute l'Europe.

Six espèces choisies

Nous présentons ici six espèces de grandes cultures. Leur choix a été guidé par leur importance économique et la volonté de couvrir une diversité de règles d'inscription et de niveaux d'usage de fongicides en végétation.

Les espèces retenues sont, par ordre d'utilisation de fongicides en végétation : la pomme de terre très utilisatrice, le blé tendre (approche généralisable à l'ensemble des céréales à paille, sauf les avoines), la betterave à sucre, le colza, le tournesol et le maïs (IFT fongicide en végétation quasi nul).

Nous avons analysé les règlements techniques actuels pour les six espèces. Les protocoles d'études, les synthèses des deux années d'études et les fiches de cotation (soit la mise en oeuvre du règlement) sont considérés. Règlements, protocoles et plaquettes de résultats sont disponibles sur le site du Geves (voir « Liens utiles » p. 25).

Les résultats des essais et les synthèses des résultats des études d'inscription ont été utilisés quand nous avons cherché à quantifier l'impact de la réglementation.

Analyse des pratiques

Maladies considérées et protocoles d'étude

Le Tableau 1 présente les bioagresseurs (maladies fongiques et virales, nématodes et insectes) concernés par les études d'inscription. Certaines caractérisations sont faites à la demande de l'obtenteur en supplément de ce qui est fait pour l'inscription.

La caractérisation des résistances (Tableau 2 page suivante) est essentiellement fondée sur des essais spécifiques conduits au champ, en conditions favorables au développement de la maladie, souvent en contamination artificielle avec les races prédominantes sur le territoire français.

Sur grandes cultures, les tests pathologiques en serre ou laboratoire concernent peu de pathogènes : virus sur pomme de terre et blé, races de mildiou sur tournesol, hernie du chou sur colza, nématodes, aphanomyces.

Actuellement, un seul marqueur moléculaire identifiant des allèles de résistance est utilisé : le marqueur du gène HS1pro1, gène majeur de résistance au nématode de la betterave.

Pour le blé tendre et le maïs, les observations faites sur la conduite sans fongicide (NT) des essais du réseau « rendement » sont également utilisées.

En règle générale, si un niveau de résistance vis-à-vis d'une maladie est décrit à l'inscription par des expérimentations complémentaires au réseau d'essais rendement, la décision d'inscription prend en compte cette caractéristique. Les exceptions sont la cylindrosporiose sur colza (maladie très régionale) et le mildiou sur tournesol.

Comment est décrite la résistance

L'information élémentaire est la notation de symptômes, mais il existe des différences entre espèces dans la manière d'utiliser les notations et de publier l'information.

Ainsi, pour les céréales à paille et la pomme de terre, les symptômes observés sont traduits en note de résistance sur une échelle comparable d'année en année. Pour cela, tous les essais comportent des variétés de référence permettant de caler la traduction des symptômes de l'année en note de résistance. Cette traduction (symptôme note de résistance) est intégrée, pour faciliter le travail des experts, dans la chaîne de calcul du Geves utilisée pour les céréales à paille, sur la base d'un travail commun avec Arvalis-Institut du végétal.

Cette description des variétés est reprise par les obtenteurs, les organismes en charge du suivi post-inscription et les prescripteurs. Elle est intégrée dans les outils d'aide à la décision (OAD) des stratégies de traitement fongicides. Cependant, les races de pathogènes évoluant dans le temps en fonction des gènes de résistance utilisés, le suivi des résistances dans le temps est indispensable. Dans le cadre des études de post-inscription, Arvalis réactualise les notes des variétés présentes dans les essais.

Pour la betterave, les données publiées sont les notes de symptômes centrées réduites. Elles ne sont pas totalement comparables d'une année à l'autre, car on peut supposer qu'en moyenne le niveau de résistance augmente. Mais cette présentation a l'avantage de visualiser aisément les différences de comportement entre variétés. L'Institut technique de la betterave (ITB) l'utilise.

Pour le phoma du colza, le sclérotinia et le phomopsis du tournesol, il y a publication de la valeur du bonus et du taux d'attaque après transformation en indice. Sur maïs, c'est la moyenne des observations qui est publiée.

Pour toutes les espèces, la caractérisation est poursuivie par les instituts techniques en post-inscription, sur la base de la première caractérisation, pour préciser les notes et les modifier en cas d'évolution des pathogènes.

Rendement évalué en protection fongicide raisonnée ou nulle

Les essais d'inscription sont souvent réputés, à tort, comme conduits de façon intensive, s'affranchissant des facteurs limitants pour permettre d'exprimer tout le potentiel de rendement des variétés à l'étude.

Cela n'a jamais été totalement vrai, et cela ne l'est clairement plus depuis le premier « plan semences et agriculture durable » (Vialle, 2011) et le passage de la VAT à la VATE, « E » comme variété adaptée aux divers environnements (milieux pédoclimatiques et systèmes de culture) et réduction des impacts négatifs sur l'environnement.

Ainsi, depuis 2010, la protection fongicide des essais betterave à sucre est pilotée par des règles de décision. Sur la base d'observations faites sur une variété à bon niveau de résistance à chaque maladie (une ou plusieurs variétés par maladie), le traitement est déclenché seulement si les seuils sont atteints et un délai avant récolte de 45 jours est respecté (Masson, 2012).

De ce fait, le niveau de protection des essais est devenu proche de celui recommandé par l'ITB (Figure 1). Cette moindre protection se traduit par des attaques de maladies, surtout en fin de cycle, qui permettent d'enrichir les notations des observatoires maladies.

Soulignons que ces attaques ne suffisent pourtant pas à limiter de façon notable le rendement même sur les variétés les plus sensibles aux maladies. Cela suggère que les obtenteurs ne déposent plus de variétés très sensibles, craignant de voir leur production chuter sous cette protection fongicide qui n'est plus systématique.

Pour le colza, seuls les fongicides antisclérotinia sont autorisés.

Sur la pomme de terre, les essais VATE sont menés en protection fongicide totale, le traitement antimildiou étant préventif et non curatif.

Sur le maïs, il n'y a pas d'application de fongicide en végétation.

Les essais sur blé tendre, sauf les quatre sur l'efficience de l'azote, comprennent une conduite traitée fongicide et une non traitée fongicide. L'IFT fongicide des essais traités est en moyenne proche des pratiques agricoles. Sachant que la tolérance aux maladies est prise en compte dans les essais non traités, il serait acceptable que la protection des essais traités soit plus élevée que la pratique agricole et permette ainsi de ne pas avoir de maladies sur tout l'ensemble des blés testés, de précocités et de profils maladies très différents.

Prise en compte des résistances aux maladies

Colza et tournesol : refus de variétés trop sensibles

La résistance vis-à-vis des maladies est prise en compte de différentes façons dans les décisions d'inscription.

Le refus des variétés très sensibles est pratiqué sur colza pour le phoma, et sur tournesol pour le phomopsis et le sclérotinia du capitule. Les décisions se prennent sur la base d'un test statistique de comparaison à des témoins de sensibilité. La règle de refus vient d'être durcie sur le colza car le seuil précédent permettait d'inscrire des variétés trop sensibles.

En général, les calculs d'index intégrant l'ensemble des caractéristiques tiennent compte du niveau de résistance, même pour les maladies faisant l'objet de refus si très sensibles.

Les bonus-malus

La résistance aux maladies est prise en compte dans le seuil de rendement exigé pour la variété. En présence d'une résistance que les experts souhaitent prendre en compte, le seuil est abaissé par l'attribution d'un bonus. À l'opposé, en cas de forte sensibilité variétale, il est relevé par un malus. Là aussi, la règle dépend des espèces.

Application sur le blé

Ainsi, pour les céréales à paille, c'est à partir des notes de résistance que sont attribués les bonus-malus.

Pour le blé tendre d'hiver, il y a attribution d'un malus aux fortes sensibilités à toutes les maladies décrites, d'un bonus pour les plus résistantes à la septoriose à S. tritici, au piétin-verse et aux fusarioses ainsi qu'aux mosaïques (il n'y a pas de bonus pour les rouilles et l'oïdium car des gènes majeurs offrent de très bons niveaux de résistance... rapidement contournés).

La tolérance aux maladies mesurée à partir de l'écart de rendement entre les essais traités et non traités est également considérée (bonus pour les variétés tolérantes, malus pour les plus sensibles).

Si le solde de bonus-malus peut, en théorie, varier de -7 à +5, en pratique sur ces cinq dernières années d'inscription pour les variétés déposées en zone nord, 0,45 bonus sont attribués par variété, la gamme de variation allant de -2 à +3.

Colza, tournesol, pomme de terre

Pour le colza et le tournesol, le bonus est attribué en fonction d'une comparaison à des témoins de résistance, avec l'utilisation d'un indicateur statistique. La valeur du bonus est une variable continue qui varie de [-1,5, +1,5] pour les deux maladies (sclérotinia et phomopsis) dans le cas du tournesol et de [0, +1,5] pour le phoma du colza.

Pour la pomme de terre, la note elle-même, avec un coefficient de pondération, est intégrée dans le calcul de l'index de cotation qui servira de base à la décision (Tableau 3).

Pomme de terre, betterave : deux évolutions récentes

Il est intéressant d'évoquer deux initiatives récentes qui bonifient non une résistance isolée mais une combinaison de résistances assurant plus certainement une réduction des traitements phytosanitaires.

Des notes environnementales existent en pomme de terre ; l'une bonifie les variétés présentant la double résistance aux deux nématodes à kystes, l'autre associe les mildious du feuillage et du tubercule.

La section betteraves a proposé un bonus de 1 point de rendement pour toute variété à niveau de résistance équivalent au « témoin IPM » (résistant maladie) pour deux maladies foliaires. Ce bonus monte à 2 si le niveau de résistance est significativement meilleur que le témoin IPM sur deux maladies.

L'enjeu pour l'inscription

Règles d'inscription

Quantifions l'enjeu des résistances aux maladies dans les décisions d'inscription. Le résumé des règles d'inscription illustre les différents types d'approche (Tableau 3).

Les variétés de maïs et betterave doivent avoir des caractéristiques franchissant des seuils, celles de blé tendre et pomme de terre sont inscrites sur la base d'un index multicritère, le tournesol et le colza combinent les deux.

Quantification pour le maïs

Sur maïs, le comportement vis-à-vis des maladies n'entre pas dans la décision d'inscription. Mais les essais non traités permettent d'observer la sensibilité aux maladies et ces observations sont publiées.

Les différences variétales vis-à-vis des maladies sont intéressantes pour adapter le choix variétal aux risques de la parcelle. En post-inscription, Arvalis publie un classement des variétés vis-à-vis de Fusarium graminarum sur épis et de l'helminthosporiose. Les obtenteurs communiquent sur le charbon, l'état sanitaire des épis et l'helminthosporiose.

Sur colza, tournesol et betterave

Sur colza et tournesol, les variétés les plus sensibles sont éliminées. De plus, la décision d'inscription prend en compte la résistance par l'attribution des bonus-malus. L'inscription d'une variété de colza sur huit, environ, est permise grâce au bonus phoma.

Pour la betterave, le comportement vis-à-vis des maladies du sol est déterminant. Le catalogue betterave comprend cinq rubriques :

- variétés résistantes à la rhizomanie (catégorie principale) ;

- variétés résistantes à la rhizomanie et tolérantes au nématode à kyste ;

- variétés résistantes à la rhizomanie et à aphanomyces ;

- variétés résistantes à la rhizomanie et au rhizoctone brun ;

- variétés résistantes à la rhizomanie et limitant la multiplication du nématode à kyste.

Les maladies foliaires sont décrites sur la base d'essais spécifiques sans contamination artificielle, et les variétés les plus résistantes bénéficieront de bonus à partir des inscriptions 2017. La protection fongicide des essais rendement, calée sur des variétés à bon niveau de résistance aux quatre maladies foliaires, permet de limiter le dépôt de variétés candidates très sensibles.

Le cas du blé tendre

Le blé tendre est un cas à part : la référence rendement utilisée est la moyenne des rendements (exprimés en pourcentage de témoins) obtenus dans des essais traités avec des fongicides et des rendements des essais non traités.

Le rendement des essais non traités traduit à la fois la tolérance aux maladies et le potentiel de rendement de la variété. Les années où il y a peu de maladies, les rendements « non traité » et « traité » sont très proches. Mais les années à fortes attaques, le rendement non traité exprime plus la tolérance aux maladies. L'impact de la tolérance aux maladies dans le rendement non traité dépend donc des années.

L'inscription étant prise sur la base de deux années de tests, une part de l'effet année est annulée si ces années sont contrastées. Mais ce n'est pas toujours le cas. Ainsi, les variétés jugées à l'automne 2011 ont été jugées deux années à faible pression maladie.

De plus, une sélection importante est faite entre la 1re et la 2e année. Les variétés sensibles à la rouille jaune n'ont pu franchir l'étape en 2014.

Il faut souligner que la comparaison se fait par rapport à des témoins. Ceux-ci étant des variétés largement cultivées en France, pas toujours des plus résistantes à toutes les maladies, ils peuvent être affectés par des maladies ; les rendements non traités des variétés candidates, exprimées en pourcentage des témoins, peuvent être assez élevés les années à forte pression de maladies.

Globalement, ces modalités d'inscription, aux principes définis dans les années 1985-1987 sous la conduite de Gérard Doussinault, intégrant le rendement non traité auquel s'ajoutent les bonus-malus pour les fortes sensibilités et la tolérance, ont maintenu l'importance de la résistance aux maladies pour l'inscription au catalogue, et ceci bien avant le plan Écophyto.

Le cas de la pomme de terre

Une variété de pomme de terre de consommation est proposée à l'inscription si sa cotation finale dépasse un seuil. Avant le nouveau règlement technique qui sera utilisé à partir des inscriptions de l'automne 2016, les calculs suivaient les coefficients donnés dans le Tableau 3.

Une première approche pour évaluer l'enjeu du comportement vis-à-vis des maladies est de regarder la part des notes de maladies dans la cotation finale des variétés. Ceci a été calculé pour l'ensemble des variétés de pomme de terre de consommation à échéance (fin des années d'études), sur les six derniers cycles d'inscription, soit un total de 57 variétés. En moyenne (Tableau 4), les notes maladies contribuent pour 21 % du score total, derrière la qualité (47 %) et le rendement (32 %).

Alors, la résistance aux maladies compterait-elle pour 21 % dans la décision d'inscription ? Non, l'enjeu est plus élevé !

Pour l'apprécier, il suffit de regarder les différences entre variétés inscrites et refusées. Les sept variétés refusées perdent plus de points sur les maladies que sur le rendement et voient la part des notes maladies dans la note globale diminuer (Tableau 4).

Autre indicateur : les corrélations entre les scores rendement, qualité et maladies et la cotation finale. Là aussi, le score qualité est le plus explicatif du score final, r² = 45 %, mais c'est 38 % pour les maladies et 14 % pour le rendement (Tableau 4).

Ceci sera conforté par les nouveaux points de valeur environnementale basée sur les résistances aux mildious et nématodes pour mieux prendre en compte les résistances afin de limiter le nombre de traitements.

En conclusion

Prise en compte réelle

La résistance des variétés vis-à-vis des maladies est prise en compte dans les décisions d'inscription. Mais il est difficile de quantifier l'importance relative de cette résistance vis-à-vis des autres caractéristiques variétales (rendement, précocité, qualités, résistance à la verse, au froid...).

De plus, l'analyse des données des « inscriptibles » ne suffit pas ; le nombre de variétés refusées à cause d'un défaut sur une maladie ne préjuge pas de son « poids » dans la réglementation. En effet, les obtenteurs, connaissant le règlement d'inscription, ne déposent pas de variétés trop sensibles...

Une autre façon de quantifier l'enjeu de la résistance aux maladies peut être de regarder les progrès génétiques récents. Ainsi, pour la fusariose du blé, les notes moyennes de résistances des variétés inscrites ont progressé de 4,3 en 2008 à 5,1 en 2014 (Cadot, 2014).

Rappelons que la réglementation accompagne le possible. Elle ne peut prendre en compte l'intérêt d'une résistance que si celle-ci existe dans le matériel.

Ainsi, même si le sclérotinia est une grave maladie du colza, le règlement d'inscription l'ignore tant qu'il n'y a pas de variété résistante en vue.

Réglementation évolutive

La réglementation catalogue est évolutive et vise à faire profiter le marché des avancées réalisées dans l'orientation de la sélection vers une agriculture durable.

Des indicateurs de durabilité et de stabilité de la résistance sont actuellement recherchés, de nouvelles méthodes de phénotypage sont développées ainsi que l'utilisation de marqueurs moléculaires.

Plusieurs offices européens homologues du Geves souhaitent renforcer la coopération et l'harmonisation sur la résistance aux bioagresseurs en optimisant les convergences et complémentarités entre pays. Dans ce cadre, le Geves, animateur du groupe, a réalisé en 2015 une enquête sur les tests de résistance utilisés dans le cadre de la VATE au niveau UE.

La description du comportement des variétés vis-à-vis des maladies lors de leur mise sur le marché est un bon outil pour utiliser le levier génétique dans l'objectif de réduire l'usage des produits phytosanitaires.

(1) Comité technique permanent de la sélection, comité consultatif composé de représentants du secteur public (en particulier ministères chargés de l'Agriculture et de l'Environnement, ainsi que des scientifiques de la recherche publique, en particulier de l'Inra) et du secteur privé avec une représentativité de l'ensemble des acteurs de chaque filière de production végétale (sélectionneurs, entreprises et agriculteurs producteurs de semences, agriculteurs utilisateurs de semences, industriels utilisateurs des produits de récolte, instituts techniques) et des représentants de la société civile (associations de consommateurs et environnementalistes).