Fruits rouges.AXE1 - Amélioration génétique de la fraise

National Institute of Agronomic Research Morocco - INRA Morocco

Overview: Fruits rouges.AXE1 - Amélioration génétique de la fraise

Fruits rouges.AXE3 - Fruits rouges.AXE2

Leader: Aicha El Oualkadi, National Institute of Agronomic Research Morocco - INRA Morocco

Team members: 3
Partner organizations: 1

Budget 2025
MAD : 0

Results: 3

Axis Description

1.1 Résumé : La filière des petits fruits rouges et principalement la Fraise connu peu d’effort de recherche au niveau national. Cette filière de production en cours de développement, constitue une excellente alternative pour diversifier la production fruitière dans certaines régions, notamment le Loukkos et le Gharb. Malgré tout ça, Cette filière et particulièrement la fraise connait des contraintes inhérentes à sa rentabilité, le choix du matériel végétal dont les problèmes des variétés, choix techniques et problèmes commerciaux. Aussi la rentabilité de cette culture qui se limite au niveau de la petite exploitation agricole qui représente 79% des exploitations agricoles et le problème de son organisation. S’ajoute aussi l’absence d’encadrement technique au niveau des itinéraires techniques et d’encadrement sanitaires. Durant les dernières années la stratégie du Maroc vert visant le développement de cette filière nécessite le relancement des programmes d’amélioration génétique pour la création variétale. Le renforcement de ces programmes par les méthodes de biotechnologie tel que la culture In vitro et l’irradiation pourrait accélérer l’obtention rapide de nouvelles variétés et des plants adaptées et compétitives à l’échelle international. En effet la majorité des variétés améliorées importées sont protégées. L’utilisation des ressources génétiques national ou international non protégés reste le seul recours. L’originalité de ce projet réside dans la mise à disponibilité des plants et des semences aux agriculteurs, par la création desnouvelles cultivars de fraisier adaptés aux conditions locales via les techniques de cultures in vitro et d’irradiation ce qui pourrait rapidement alléger la dépendance en plants vis-à-vis l’étranger. Mots clés : création variétale, amélioration, fraise, irradiation, culture in vitro 1.2 Contexte et point de situation 1.2.1 Orientations stratégique Dans cette partie, rapporter les objectifs stratégiques dans le cadre deGénération Green se rapportant à la F/D, ainsi que la synthèse des doléances exprimées par les parties prenantes lors de la phase de cadrage. Au périmètre du Loukkos, le secteur des petits fruits rouges revêt une importance extrême dans le secteur agricole de la région régénérant des recettes à l’export de 2314 MDH. La superficie totale occupée par ces cultures est de 5361 ha avec 627 exploitations agricoles : 3050 ha sont occupés par la fraise sur 593 exploitations (79% inférieures à 5 ha), 1200 ha sont occupés par la myrtille avec 12 exploitations, 1100 ha occupés par la framboise sur 20 exploitations, et 11 ha des mures sur 2 exploitations. L’importance économique de cette filière prend de plus en plus d’ampleur vue la proximité des marchés européens, le climat favorable, la disponibilité des terres, de l’eau, de la main-d’œuvre qualifiée et les incitations à l’investissement mises à la disposition des investisseurs par le département de l’agriculture à travers le Fonds de Développement Agricole. L'attractivité pour cette filière au Maroc a généré une vague de co-localisation d’entreprises européennes qui a notamment contribué à son développement et à l’adoption des techniques les plus innovantes en matière d’irrigation, de fertigation et de lutte intégrée pour la protection des cultures. En moyenne, le Maroc exporte annuellement près de 19 milles tonnes de fraises fraîches et 47 milles tonnes de fraises congelées. En moyenne, le chiffre d’affaires réalisé par la fraise et les autres fruits rouges est de l’ordre de 1,5 milliard de DH dont près de 90% à l’export. L’activité génère aussi 3 millions de journées de travail sur une période de 9 mois, de Septembre à Mai. Pour soutenir la dynamique de cette filière, et dans le cadre et des nouvelles orientations stratégiques du Génération Green qui prévoit à l’horizon 2023, l’augmentation des superficies en fraisier, myrtille et framboisier. L’INRA accompagne les nouvelles stratégies du Génération Green en développant un programme de recherche visant à la création de nouvelles variétés de fraisier adapté aux conditions marocaines. 1.2.2Etat de l’art : Faire le point du contexte scientifique et des dernières connaissances en relation avec l’axe pour justifier l’idée du projet, les aspects originaux et novateurs, et énoncer les hypothèses. (y compris les recherches antérieures de l’INRA) Le fraisier cultivé, (Fragaria X ananassa Duch.) appartient à la sous-famille de Rosoideae et à la famille Rosaceae, il est octoploïde (Darrow, 1966) (2n = 8x = 56) et est issu d’un hybride spontané entre deux espèces octoploïdes originaires d’Amérique, Fragaria chiloensis Duch. et F. virginiana L. (Staudt et Dickore, 2001). Les différentes variétés actuelles du Fraisier (Fragaria x ananassa Duch.) sont très hétérozygotes et présentent des niveaux de ploïdie élevés (Sinanayake et Bringhurst, 1967). Les croisements avec les espèces sauvages et les techniques d’amélioration génétique végétale classiques ont permis d’augmenter considérablement la variabilité des caractères intéressants du point de vue agronomique (tolérance à la salinité, productivité, précocité, taille de fruit, etc.). Cependant, la sélection de plantes présentant de tels caractères est un processus délicat et présente un certain nombre de difficultés (Nyman et Wallin, 1992). Au Maroc, Le secteur de la fraise a démarré après l’équipement et la mise en eau des secteurs irrigués Drader Rive Droite en 1978 et R’mel en 1980. Au début des années 90 et grâce aux bons résultats de la production et à l’intérêt croissant des marchés européens pour la fraise du Maroc, les superficies cultivées ainsi que la production ont connu une évolution importante passant de 750ha avec 31.00 T récoltées en 1995 à 3500 ha en moyenne ces dernières années avec une production de 140 000 T avant de descendre à 3050 ha (dont 50 en bio) cette année au profit des autres fruit rouges. Cette superficie est répartie entre le périmètre du Loukkos (79%) et celui du Gharb (21%) et concerne 593 exploitations agricoles de 0.2 à 70 ha. Sur le plan de la commercialisation, trois grands circuits caractérisent le secteur de la fraise : - Un circuit spécifique à la fraise fraiche destinée à l’exportation ; - Un second relatif à la fraise fraiche destinée au marché local ; - Un troisième spécifique à la fraise gelée. La culture de la fraise au Maroc est annuelle et le matériel végétal est renouvelé chaque année. Ceci permet aux producteurs de produire un fruit de haute qualité et d’assurer un bon contrôle phytosanitaire de la culture. L’approvisionnement en plants de Fraisier en motte et en racines nues est assuré exclusivement par l’importation. Le nombre des plants importés par année est d’environ 190 000 000 plants (Agriculture du Maghreb, 2017). Ces plants sont cultivés avec une densité de plantation de 60 000 plants/ha. Sur le plant variétal, les producteurs marocains ont adopté la Camarosa qui s’est progressivement imposée et notamment pour la surgélation, grâce à sa forme régulière, son gros calibre, sa couleur rouge vif et sa fermeté qui permet de la découper en cubes ou en tranches. Cette variété a donc dominé le paysage pendant plusieurs années. Or, sur le plan commercial, la mise sur le marché d’un seulproduit avec des caractéristiques données n’est pas la meilleure stratégie sur le long terme vu l’évolution du gout et des habitudes alimentaires du consommateur européennes. Les professionnels ont donc senti la nécessité de diversifier la gamme variétale destinée à l’export. Ils ont ainsi opté pour de nouvelles variétés dotées de performances supérieures, notamment En termes de précocité, de qualités organoleptiques et de conservation. En général, les producteurs avertis optent pour une combinaison de plusieurs variétés pour couvrir l’ensemble du cycle et mieux répondre aux impératifs des débouchés (précocité, frais, surgelé). Les producteurs s’ouvrent notamment à des variétés plus gustatives pour répondre à une exigence croissante des marchés. Globalement les variétés utilisées sont sensiblement les mêmes que dans la zone de Huelva (Espagne), mais avec des proportions différentes : Festival, Splendor, Fortuna, San andreas, Sabrina, Ventana, Sabrossa, Lusa, Benicia et d’autres variétés (Agriculture du Maroc, 2017). Cependant, beaucoup de fraisiculteurs déplorent un choix variétal limite, l’absence de référentiel local sur le comportement des variétés et leur potentiel de production, la forte dépendance des producteurs des pépiniéristes étrangers quant à l’approvisionnement en plant et l’accès aux variétés performantes. Pour la profession, une variété de fraise idéale pour le Maroc devrait être dotée des caractéristiques suivantes - Précocité : entrée en production la première semaine de décembre - Productivité : élevée (plus de 900g/plants) - Forme du fruit: conique - Couleur du fruit : rouge aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur - Gout et brix : (taux minimum de 8) - Fruit ferme qui permet un long shelf-life et la coupe pour le surgelé - Tolérance aux maladies et ravageurs L’importation des plants de fraisier à passer de 149 143 822 en 2010 jusqu’au 180347 842 en 2017 (source AMPFR, 2017). La répartition des variétés des plants importés par exemple en 2017 varie d4une variete a une autre : Sabrina 31.84%, Salanderas 14.65%, Fortuna 14.2%, Camarosa 7.14%, Festival 7.75%, Splendor 1.8% Et Autres 22.61%. L’analyse de cette évolution permet de constater une variabilité interannuelle expliquée par les résultats obtenus au niveau des rendements de chaque campagne et le niveau d’acceptabilité et de prix reçus par ces variétés par les supermarchés et particulièrement le marché anglais. On note la difficulté des agriculteurs et surtout des petits d’entre eux à faire le choix pour chaque campagne et à rechercher la maitrise technique au niveau aussi bien cultural et que de la protection sanitaire vu que chaque variété possède des spécificités propres aussi bien au niveau des besoins en eau, de la fertilisation que de la sensibilité aux maladies et aux ravageurs. Par ailleurs, il est utile de signaler l’absence de variétés naturelles adaptées aux conditions locales de production et à nos marchés dont la période s’étale de novembre à mars de chaque année. Ainsi il se pose de manière évidente la problématique de la recherche des variétés de fraise qui peuvent permettre l’obtention des objectifs suivants: - Obtention de rendement élevé et leur adaptation aux conditions du sol et au climat du Maroc ; - Acceptabilité de ces variétés par les supermarchés et clients du Maroc ; - Itinéraire technique clair et accessible pour l’ensemble des agriculteurs ; Faire le bilan des connaissances et sa transmission de façon continue aux agriculteurs pour permettre le suivi permanent et le développement de la culture au Maroc sur le terrain. L’amélioration par mutation une approche efficace pour produire des variétés avec des traits améliorés (Ahloowalia et al, 2004), c’est une technique d’amélioration génétique qui peut donner naissance, ou contribuer, au développement des variétés plus tolérantes aux stress biotiques et abiotiques. Plusieurs études ont démontré l’utilisation des mutations somatiques pour obtenir des mutants souhaités (Das et al. 2000 ; Saleem et al. 2005). A l’échelle internationale, on trouve plus de 3000 variétés mutantes obtenues conjointement par la FAO et l’AIEA soit par des traitements physiques (rayons gamma, x, laser, etc.) ou par des traitements chimiques (colchicine, bromodeoxyuridine, arsenic-q, etc.) ou par combinaison des deux. Cette technique a été appliquée chez plusieurs espèces végétales et a aboutis à la création de nouvelles variétés (Dayton Wild et al 2012). Chez les plantes maraîchères, elles ont été appliquées chez la tomate (McCallum et al, 2008 ; Hurst et al, 2011 ; Colbert et al, 2011 ; Gady et al, 2009 ; Minoia et al, 2010 ; Okabe et al, 2011 ; Rigola et al, 2009 ; Piron et al, 2010) la pomme de terre (Muth et al, 2008 ; Elias et al, 2009, De Koeyer et al, 2010) et plusieurs d’autres espèces. Des résultats importants ont été rapportés et des plantes ont été améliorées par ces techniques (Sikora Per et al, 2011 ; Dayton Wild et al 2012). Cette approche a été appliquée aussi chez la fraise pour améliorer la conservation des fraises (Tracisio Lima et al, 2014) pour déterminer l’effet d’irradiation sur microorganisme de la fraise (Robyn et al, 1991) ; pour augmenter la durée de vie de fraise le seuil de rejet du consommateur pour des doses de rayonnement de fraise (Amrani Mahacine, 2008) et pour étudier l’effet de l’irradiation sur les stolons des plants de fraise (Wu W, 2009). La mutagenèse peut être appliquée à des organes (graines, bourgeons, embryons somatiques) capables de régénéra des plantes qui pourront manifester des changements phénotypiques. La fréquence et l’importance des mutations étant proportionnelle à la dose d’agent mutagène, il est nécessaire de trouver un équilibre pour optimiser la variabilité génétique en dessous du seuil létal. Un de plus grandavantage de l’utilisation des mutations pour l’amélioration génétique c’est que les cultivars obtenus par cette méthode ne font pas face au réglementation, propriété intellectuelle, et défis économiques qui limitent la plantation de cultivars transgénique (Alston, 2004 : Dobres,2008). Il existe plusieurs auteurs qui décrivent les méthodes, les défis et le potentiel de criblage de mutation pour l’amélioration des plantes (e.g ; Comai and Henikoff, 2006 ; Till et al, 2007 ; Brakley and Wang, 2008 ; Parry et al, 2009 ; Gilchrist and Haughn, 2010 ; Jankoweiz-Cieslak et al, 2011). Aucune variété marocaine ne figure sur cette base de données, bien que la Maroc dépose de cette technologie depuis les années 90. En outre, l’obtention d’un génotype mutant est plus rapide et moins coûtant. Dans cette optique le CRRA de Tanger dispose d’un irradiateur à Cobalt 60, permettant, entre autres, l’induction des mutations. Pour renforcer les efforts initiés dans son dernier PRMT, le CRRA de Tanger développera des recherches pour l’amélioration de la production de la fraise à travers l’induction de mutation chez cette culture afin de trouver des mutants ayant une meilleure production et résistance aux maladies. La variation somaclonale et la mutagénèse peuvent être potentiellement utilisée pour l’amélioration de cette plante fruitière et elle permet de sélectionner des clones résistants à la salinité, aux maladies, aux ravageurs, au gel ou présentant des caractères désirables (qualité du fruit, rendement, etc.). La production des stolons en conditions contrôlées est pratiquée chez les pays producteurs en plants de fraise. Elle permet l’obtention des plants enracinés durant toute l’année. Pour les autres plantes à petit fruits rouges, le bouturage ou microbouturage sont utilisés pour la production des plants. Comme alternative, il est possible via les techniques de variation somaclonale et la mutagenèse et en partant d’une variété ayant des caractères agronomiques appréciables de produire de nouvelles plantes conservant les qualités de la lignée parentale et présentant des caractères améliorés. Les améliorations génétiques apportées par les deux dernières techniques sont très importantes. Elles affectent aussi bien les gènes nucléaires qu’extranucléaires, ce qui est très intéressant si on tient compte que des caractères comme la résistance à certaines maladies proviennent des gènes cytoplasmiques (NYMAN, 1993). Pour une application efficace de ces deux techniques (variation somaclonale et mutagenèse), la principale exigence est de disposer d’une méthodologie efficace et reproductible capable de régénérer des plantules normales à partir de la culture des cellules et tissus. Ceci impose la nécessité d’études sur divers tissus des conditions de régénération (solution minérale et balance phytohormonale) pour résoudre le problème de la réponse morphogénétique in vitro (NEHRA et al., 1994). Listes des références bibliographiques : Rapporter au moins 10 références récentes relatives à la thématique de l’axe Agriculture du Maghreb, revue professionnelle des filières fruits et légumes, céréalière, élevage. N° 102 Mars 2017 Ahloowalia, B. S., M. Maluszynski, and K. Nichterlein. 2004. Global impact of mutation-derived varieties. Euphytica. 135 :187-204. Alston, J. M. 2004. Horticultural biotechnology faces significant ecnomic and market barries. CA. Agri. 58 :80-88. Amrani Mahacine, 2008. Increasing Shelf Life of Strawberries Using an IrradiationCooling Process. International Journal of Food EngineeringVol. 4 Iss. 2. Brakley and Wang, 2008; Barkely, N.A. and M.L. Wang. 2008. 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Induced mutation and in vitro techniques as a method to induce salt tolerance in Basmati rice (Oryza sativa L.). Int J Environ Sci Tech 2/2: 141-145 Per Sikora, Aakash Chawade, Mikael Larsson, Johanna Olsson, and Olof Olsson. 2011. Mutagenesis as a Tool in Plant Genetics Functional Genomics, and Breeding. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Plant Genomics Volume 2011, Article ID 314829, 13 pages doi:10.1155/2011/314829 Sinanayake et Bringhurst, 1967 SINANAYAKE R. et BRINGHURST S., 1967. HortScience, 28(1), 55-57. Staudt G, Dickore WB. (2001). Notes on Asiatic Fragaria species: Fragaria pentaphylla Losinsk. and Fagaria tebetica spec. nov. Bot. Jahrb. Syst. 123, 341- 355. Till, B.J., L. Comai and S. Henikoff.2007. Tilling and Ecotilling for crop imporvement. In : R. Tubersosa, (Ed.). pp. 333-349. Genomics-Assisted Crop Improvement. Springer. Netherlands. 1.2.3 Justification du projet (intérêt et originalité) Présenter les conditions qui mènent à l’identification de la problématique à traiter et la capacité du projet à donner des solutions (durables) à la lumière des orientations stratégiques (1.2.1) et de l’état de l’art (1.2.2) tout en décrivant comment le projet complète les autres initiatives. Au Maroc, la culture de la fraise est annuelle et le matériel végétal est renouvelé chaque année. Ceci permet aux producteurs de produire un fruit de haute qualité et d’assurer un bon contrôle phytosanitaire de la culture. L’approvisionnement en plants de Fraisier en motte et en racines nues est assuré exclusivement par l’importation. Sur le plan commercial, les fruits conservent des prix relativement élevés sur le marché mondial des fruits et légumes, que ce soit sous forme fraîche ou transformée. De plus l’Europe ne peut satisfaire ses besoins en petits fruits pendant la période hivernale et une partie de la période printanière. En effet, bien que plusieurs pays européens soient producteurs de ces fruits, à l’exception de l’Espagne, leurs productions n’arrivent sur le marché qu’à partir de juin-juillet. Pendant le reste de l’année, l’approvisionnement se fait à partir du Mexique. En conséquence, le Maroc peut facilement se positionner sur ce ségement du marché européen qui s’étale de novembre à avril car sa proximité de l’Europe lui confère un avantage considérable par rapport aux pays de l’Amérique Latine. Malgré l’importance socio-économique de cette filière dans la zone de Loukkos, cette dernière se trouve confronter à plusieurs contraintes dont on cite principalement. • L’approvisionnement des plants de différentes espèces de fruits rouges dépend du marché international ; • Les variétés utilisées sont tardives affectent la compétition pour le marché international. • Les techniques agro-écologiques durables ne sont pas encore maitrisées et appliqués par les agriculteurs ; • La qualité et les conditions de conservation de fraise et des baies rouges ne sont pas maitrisées ni valorisées ; Jusqu’à nos jours, aucun travail d’amélioration génétique de la fraise n’a été fait. La totalité des semences et des plants de fraise est importée et les prix sont exorbitants ce qui entraîne une dépendance presque totale du Maroc concernant le choix des semences et de plants et entrave le développement et l’extension de cette culture. L’amélioration variétale de la fraise est essentielle si un nouvel élan doit être donné à la culture de la fraise au Maroc. Notre Méga-projet à l’INRA de Tanger permettra la mise en place d’un programme de recherche orienté vers les besoins du secteur et d’apporter des nouvelles variétés adaptées aux conditions marocaines.

Atlas

Results

Code	Result Name	Leader	Co-leader
Fruits rouges.AXE1.Résultat1	Sélection et Évaluation de la fraise	sara joual
Fruits rouges.AXE1.Résultat2	Création des mutants de deux cultivars de fraisier	Aicha El Oualkadi	Ahlam Hamim
Fruits rouges.AXE1.Résultat3	Développement de plants pour chaque variété mutée sous serre	Ahlam Hamim	Aicha El Oualkadi