Étude comparative entre deux schémas de sélection dans l'amélioration variétale chez la pomme de terre

La pomme de terre (Solanum tuberosum L.) occupe une place centrale dans la sécurité alimentaire mondiale, se classant comme la troisième culture vivrière la plus importante après le blé et le riz. Sa capacité d’adaptation à divers environnements, sa valeur nutritionnelle élevée et son rôle économique majeur dans de nombreux pays en font une culture stratégique pour répondre aux défis d’une population croissante et aux pressions environnementales liées aux changements climatiques. Toutefois, la culture de la pomme de terre est confrontée à plusieurs contraintes majeures : la pression constante de maladies dévastatrices telles que le mildiou (Phytophthora infestans) ou le virus Y (PVY), ainsi que la variabilité de rendement associée aux évènements météorologiques extrêmes causés par les changements climatiques. Face à ces défis, l’amélioration génétique de la pomme de terre joue un rôle fondamental pour le développement de nouveaux cultivars répondant aux demandes des producteurs. Historiquement, les approches d’amélioration variétales se sont appuyées sur la sélection phénotypique traditionnelle, et plus récemment, l’introduction de gènes venant d’espèces sauvages, mais ces méthodes se heurtent à des limites dues à la complexité génétique de l’espèce (polyploïdie, propagation clonale). Le développement des biotechnologies modernes (sélection assistée par marqueurs, sélection génomique, édition du génome par CRISPR/Cas9) a permis de lever partiellement ces obstacles, en facilitant l’introgression de gènes de résistance et en réduisant le temps nécessaire à l’obtention de nouveaux cultivars. Parmi ces gènes, le gène Rb issu de Solanum bulbocastanum illustre à la fois le potentiel et les difficultés liés à l’utilisation de gènes de résistance provenant de variétés sauvages : il confère une forte résistance au mildiou mais peut engendrer des effets de liaisons défavorables sur le rendement ou la qualité agronomique. Dans ce contexte, la présente thèse évalue de manière comparative deux schémas de sélection – le schéma standard (STD) et le schéma accéléré (ACC) – appliqués à des populations clonales de pomme de terre au Québec, et ce sur deux sites distincts (Université Bishop’s et CRPTQ). L’étude, menée sur trois ans avec la participation de plusieurs sélectionneurs, visait trois objectifs spécifiques : (1) analyser l’efficacité relative des deux schémas en termes de sélection de clones supérieurs, (2) évaluer la capacité de chaque schéma à identifier des clones résistants et productifs de manière stable, (3) mesurer l’impact du gène Rb sur la population de clone utilisé. Le schéma standard repose sur une sélection phénotypique sévère, alors que le design accéléré multiplie le nombre de clones évalués par sélectionneur dès les premières étapes en plus d'utiliser de nouvelles techniques telles que les marqueurs moléculaires comme méthode de pré-sélection. Les résultats obtenus démontrent que le schéma accéléré favorise la capture d’un plus grand nombre de clones performants, notamment dans la catégorie des 15 % supérieurs en termes de rendement. De plus, ce schéma a montré une meilleure capacité à aider les sélectionneurs à garder des clones porteurs du gène Rb, ce qui laisse entrevoir un potentiel intéressant pour la résistance au mildiou. Cependant, la comparaison a également mis en évidence des défis : le schéma accéléré peut introduire davantage de variabilité inter-sélectionneurs et requiert une normalisation rigoureuse pour comparer équitablement les performances. À l’inverse, le schéma standard apparaît plus conservateur et stable, mais risque de limiter le progrès génétique en réduisant le bassin de clones retenus. Sur le plan méthodologique, la thèse mobilise une approche robuste combinant analyses statistiques (régressions logistiques, tests du chi-carré), matrices de transition et visualisations comparatives. Ces outils ont permis de mettre en évidence les tendances générales, d’évaluer la cohérence des choix de sélection et de vérifier si les hypothèses initiales étaient confirmées. En conclusion, les résultats valident partiellement les hypothèses de départ : le schéma accéléré se révèle plus efficace pour identifier rapidement des clones prometteurs, notamment pour la résistance au mildiou et le rendement, mais il doit être encadré par des analyses rigoureuses pour éviter des biais liés à la variabilité des choix humains. Ces constats apportent une contribution significative à la réflexion sur les stratégies d’amélioration variétale de la pomme de terre, en proposant des pistes concrètes pour optimiser les programmes de sélection. Au-delà du cadre scientifique, les retombées de ce travail concernent directement les producteurs et la sécurité alimentaire, en favorisant l’émergence de variétés plus résistantes, productives et adaptées aux conditions changeantes des systèmes agricoles contemporains. La pomme de terre (Solanum tuberosum L.) constitue la troisième culture vivrière la plus importante au monde et joue un rôle central dans la sécurité alimentaire. Sa production est cependant menacée par des maladies dévastatrices comme le mildiou (Phytophthora infestans), particulièrement problématique en agriculture biologique où peu de traitements sont disponibles. L’introgression du gène Rb, issu d’espèces sauvages, offre une forte résistance mais peut induire des effets défavorables sur le rendement. Dans ce contexte, l’amélioration génétique et l’optimisation des méthodes de sélection apparaissent essentielles, en particulier au Québec où les conditions climatiques variables et l’absence de semences locales résistantes accentuent la vulnérabilité des producteurs. Cette étude compare deux schémas de sélection : le schéma standard (STD), utilisé au CRPTQ, et un schéma accéléré (ACC), conçu pour accroître la précision des sélections dès les premières étapes. L’étude, menée sur deux sites avec quatre sélectionneurs et quatre familles clonales, a évalué le rendement, l’apparence des tubercules et les effets du traînage génétique associé au gène Rb. Les résultats montrent que l’ACC favorise la capture d’un plus grand nombre de clones performants, notamment parmi les 15 % supérieurs, tout en conservant davantage de clones porteurs du gène Rb. Toutefois, il génère une plus forte variabilité inter-sélectionneurs, nécessitant une normalisation statistique. Le STD, plus conservateur et stable, limite le progrès génétique en restreignant le bassin de clones retenus et n’est pas aussi précis pour la sélection de clones statistiquement supérieurs. En conclusion, l’ACC se révèle plus efficace pour identifier rapidement des clones prometteurs et résistants, mais son utilisation doit être encadrée par des analyses rigoureuses. Cette approche offre des perspectives méthodologiques prometteuses pour développer des variétés adaptées aux systèmes agricoles durables et renforcer la sécurité alimentaire régionale.

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