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étude de l'interaction génotype à‡ milieu et de son impact sur la sélection des variétés de blé dur (triticum durum desf.) cultivées en Algérie.


par Rekia Safi
Université Saad Dahlab de Blida - Département des Sciences Agronomiques - Magister Amélioration des productions végétales 2011
  

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6.7 Discussion générale

De nombreux chercheurs de la filière blé réalisent une évaluation variétale, pour différents objectifs :

? Au niveau de la sélection, pour trier les génotypes qui seront gardés à l'étape suivante du processus de sélection;

? Au niveau de la multiplication, pour identifier, parmi les variétés inscrites au catalogue, celles qui seront intéressantes à développer;

? Au niveau de la production pour choisir les variétés qui seront mises au culture dans chaque parcelle de l'exploitation;

? Au niveau de l'utilisation pour repérer, à travers la variété, les lots de blé qui, à priori, répondront le mieux aux exigences du marché.

Cette évaluation variétale s'appuie sur l'expérimentation pour acquérir une meilleure connaissance des variétés, donc sur des essais variétaux (regroupant plusieurs génotypes ou variétés), multi locaux, généralement pluriannuels. En effet, l'analyse du comportement des génotypes en fonction des caractéristiques du milieu est depuis longtemps un sujet important.

De nombreux traits comme le rendement et les caractères technologiques, sont variables d'un environnement à un autre pour un génotype donné. Ces variations sont la résultante de trois facteurs : le génotype, l'environnement au sens large, et l'interaction génotype x environnement. Dans notre cas, l'étude du comportement génotypique à travers les quatre milieux d'étude souligne la diversité de comportement intra et inter sites chez les trente génotypes évalués.

Ces génotypes manifestent différentes réponses, traduisant les variations du niveau d'expression des paramètres mesurés et de l'ordre de classement des génotypes selon les environnements. En se basant sur les caractéristiques des milieux expérimentaux qui permettent de noter les conditions propices au développement et à la constitution du rendement d'une part et la sensibilité génotypique au changement de site d'autre part.

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Les résultats montrent que les sites du Khroub et Sétif sont les plus favorables à l'expression de haut rendement en grains grâce aux potentialités naturelles offertes par le milieu physique pour cette année d'étude, le phénomène de compensation entre variables et la maîtrise des facteurs agro-techniques qui jouent un rôle important dans l'amélioration de la production et celle qui est la cause principale de la faiblesse du rendement en zone sub-humide. Notamment les adventices et les maladies fongiques, la rouille brune (Puccinia Triticina) en particulier. D'après HAMADACHE et al., (2002) [58], l'amélioration et la stabilité de la productivité du blé dur au niveau de la zone sub-humide de l'Algérie du nord, passe par l'introduction des légumineuses annuelles dans l'assolement, la maîtrise des adventices annuelles et une protection intégrée et efficace de la culture contre les maladies foliaires (Tache auréolée, et septoriose surtout ainsi que la rouille brune).

Contrairement au site semi aride de l'ouest où les conditions de croissance ont été nettement défavorables, notamment les basses températures pendant la phase méiose-épiaison, affectent la fertilité de l'épi, les conditions d'alimentation hydrique limitantes en Mai ainsi que la tardivité du semis qui induit une maturité plus tardive exposant certains génotypes aux effets de stress de fin de cycle.

Dans de telles conditions environnementales, la réponse de la céréale risque d'être variable selon les conditions de croissance de la plante, le choix de l'espèce et de la variété n'est pas suffisant à lui seul pour déterminer la production de blé dur, il faut aussi tenir compte du cumul pluviométrique et de la demande climatique qui accompagnent le choix variétal en question. C'est ainsi qu'une année pluvieuse ou sèche mais douce n'autorise pas le même rendement qu'une année pluvieuse ou sèche mais froide [183].

De même, la connaissance des changements qui ont accompagné l'amélioration de la productivité est essentielle pour pouvoir faire plus de progrès. Elle permet de comprendre les facteurs limitants l'obtention de hauts rendements en grains et de développer des stratégies appropriées. Dans ce contexte, Nous nous sommes intéressés, en premier lieu, aux variations du rendement associées aux variations des principaux caractères identifiés comme ayant une influence

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non négligeable sur cette variable. D'après celui-ci nous pouvons constater l'avantage relatif des génotypes précoces évalués au site sub-humide, cette précocité a contribué à l'augmentation du rendement et seul le PMG s'est manifesté de manière positive sur ce dernier. Ceci suggère que la sélection précoce sur le PMG engendre celle du rendement en grains. La stabilité du rendement est donc dépendante, en partie, de celle du PMG. D'autre part, le nombre d'épi et le nombre de grains par épi sont peu utiles dans la prévision du rendement en grains.

Dans les plaines intérieures, le rendement est tributaire du nombre d'épis par unité de surface, et ce dernier dépend du nombre de talles par m2. Il ressort, donc, que la sélection des épis produits par unité de surface est capable d'identifier des génotypes performants. Pour les hauts plateaux de l'est et de l'ouest, le caractère qui contribue à faire les différences de rendement entre les génotypes est le nombre de grains par épi. En effet, la faible valeur de ce caractère est indicatrice de faible rendement.

Ces changements de liaisons des variables avec le rendement, d'un lieu test à un autre, indiquent que ces dernières sont irrégulières dans leur relation les uns avec les autres, à cause des phénomènes de compensation et de sensibilité aux changements de milieux. Le peu de liaison entre caractères, intra et inter sites, et la variation de ces liaisons selon le milieu ont pour effet de compliquer la sélection indirecte sur la base des variables autres que le rendement en grains.

C'est pour cette raison, que nous avons,dans un deuxième temps, envisagés les différentes méthodes d'étude de l'interaction génotype x environnement

du rendement en grains qui est l'objectif principal de la sélection.
L'identification des génotypes performants indique que les changements dans les conditions environnementales entraînent des fluctuations du rendement pour chaque génotype.

La sélection faite sur la base des plus faibles somme de classement qui sont indicatrices de l'adaptabilité de leurs génotypes aux différents environnements. De même, nous pouvons choisir l'adaptation spécifique sur la même base

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(classement) où le gain de rendement est supérieur à celui obtenu par l'adaptation générale, comme proposé par MALHOTRA et al., (1991) [184] qui trouve que la classification améliore la prévision des performances génotypiques à l'intérieure des différents groupes d'environnements, et conduit à une sélection pour l'adaptation spécifique. Cependant, l'objectif de sélectionneur est, en effet, de développer des génotypes stables qui répondent favorablement à la variation des environnements.

L'analyse de la variance combinée, intégrant tous les sites, indique que la culture de blé dur est doublement affectée, par l'effet milieu et l'effet interaction génotype x milieu. En effet, l'existence de l'interaction génotype x milieu significative rend difficile la recommandation, d'un génotype particulier dans un environnement donné, vu que chaque site à ses meilleurs génotypes particuliers, et qu'il est rare de trouver un génotype qui reste supérieur sur l'ensemble des lieux testés. Dans de telles conditions, l'analyse de la variation des rendements est approchée, par la technique de la régression conjointe, qui permet de décrire les réponses génotypiques selon la variation des environnements testés.

La variation des coefficients de régression obtenus, met en évidence la sensibilité du rendement aux effets de l'interaction génotype x environnement. Des valeurs de coefficients de régression significativement supérieures à l'unité, caractérisent deux génotypes qui répondent favorablement à l'amélioration de l'environnement. Des valeurs de l'ordonnée à l'origine positive, égale ou supérieure à 0.3 t/ha caractérisent les génotypes qui minimisent la baisse de rendement sous conditions de production défavorables.

Les génotypes sélectionnés, sur la base de la représentation linéaire des génotypes qui contribuent plus à l'interaction, présentent une adaptation spécifique aux deux types d'environnements, et se distinguent par des coefficients de régression non significativement différents de l'unité. Cependant, le modèle de l'analyse de la régression conjointe n'arrive à expliquer que 10.1 pourcent de l'interaction par rapport au modèle de l'analyse AMMI qui montre la signification des deux premières composantes de l'interaction (IPCA), en expliquant une importante proportion de l'interaction génotype x environnement.

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Nous avons, donc, choisi les techniques multivariées comme celle des effets principaux additifs et l'interaction multiplicatives (additive main effects and multiplicative interaction = AMMI) pour la partition et l'interprétation de l'interaction génotype x environnement. Selon GAUCH, (1992) [185] l'analyse AMMI est plus efficiente parce qu'elle explique une grande proportion de la somme des carrés des écarts de l'interaction. De plus cette analyse sépare les effets principaux de l'interaction, permettant ainsi une meilleure interprétation des données issues d'une expérimentation multi-site.

La représentation graphique de l'effet principal génotype et de l'interaction génotype x environnement, indiquée par le biplot AMMI1, montre les différences des effets additifs, c'est-à-dire les différences de rendement entre génotypes et entre environnements ainsi que les différences des effets multiplicatifs, liés à l'IPCA1. Ce graphe permet de prédire le rendement pour toute combinaison génotype x environnement en utilisant le modèle. Le graphe bidimensionnel du modèle AMMI1 montre que le score d'un génotype sur de la 1ère composante IPCA1 est un indicateur de la stabilité des performances de ce génotypes dans les différents sites.

Les génotypes à large adaptation, présentent un faible score sur l'IPCA1 et contribuent, moins à l'interaction. De même les sites qui présentent le même domaine de recommandation, se caractérisent par un effet principal élevé, se partageant les mêmes meilleurs génotypes. D'autre part, quand les scores sur l'IPCA1 et l'effet moyen du biplot AMMI1 sont de même signe, leurs interactions sont positives, alors que si elles sont des signes contraires, leurs interactions sont négatives. Il en résulte que la similarité des signes des scores de l'interaction et les effets principaux d'un couple génotype x environnement dénote l'adaptation du génotype aux conditions agro-climatiques de l'environnement en question. Par contre, si les signes sont opposés, le génotype n'est pas adapté à l'environnement en question.

Le biplot AMMI2 permet de ranger les génotypes selon leurs zones d'adaptation, ses zones sont classées selon leur type d'interaction. Le graphe bidimensionnel procure ainsi un moyen simple pour déterminer les zones

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d'adaptation des différents génotypes. Par conséquent, les analyses du modèle AMMI sont des techniques statistiques utiles pour l'interprétation des données d'essais multilocaux, pour le groupement des génotypes et d'environnements selon des caractéristiques appropriées, et pour l'identification des zones d'adaptation des génotypes [186].

Une autre méthode a été pratiquée dans notre étude pour déterminer l'adaptation à des régions spécifiques identifiées par leurs scores sur la 1ère composante de l'interaction (LIPCA1). Elle est basée sur le calcul du rendement nominal, Les résultats montrent que les environnements sont classés selon les valeurs du score de la 1ère composante LIPCA1.De ce fait, chaque génotype a un rendement nominal le plus élevé dans la plage des scores LIPCA1 où se trouve l'un des quatre sites ou plus, ce génotype est donc spécifiquement adapté à la région représentée par ces sites.

De plus, la variation du rendement nominal entre les différents sites peut être utilisée comme un indicateur de la stabilité génotypique, de sorte que, plus la variation du rendement nominal d'un génotype est faible, plus sa stabilité est augmente. Bien qu'en générale, une bonne productivité soit liée à une faible stabilité, PELTONEN-SAINIO et al., (1993) [187] estiment qu'il est possible de sélectionner des génotypes d'avoine à la fois productifs et stables, tandis que, chez le blé tendre d'hivers, OZGEN, (1991) [188] mentionne que de nouveaux génotypes à la fois productifs et adaptés à une large gamme de milieux peuvent être créés.

Chez le blé dur, pour notre étude, nos résultats montrent qu'il est, en effet, possible de cumuler ces différentes caractéristiques en sélection pour deux génotypes parmi les trente génotypes évalués. Cette association entre productivité et adaptation est plus difficile à réaliser dans les environnements variables, lorsque la sélection est faite sur la seule base du rendement grain [189], [190].

D'autre part, nous nous sommes intéressés à des caractères qualitatifs pour l'appréciation de la qualité technologique. De ce fait, nous avons montré que le taux de mitadinage est fortement influencé par le site de culture et l'interaction

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génotype x milieu que par le facteur génétique, la diminution des valeurs moyennes de ce paramètre est proportionnelle à la richesse du sol en azote, et donc, une forte contribution du facteur environnement qui modifié l'expression de ce paramètre. Cette idée peut compléter celle de ABDELLAOUI et MARICHE, (2002) [168] qui notent que la qualité du blé dur dépend essentiellement de l'accumulation des protéines. Ces dernières sont largement tributaires de la nutrition azotée durant le développement de la culture.

Le taux d'extraction, qui varie d'un génotype à un autre pour le même site et d'un site à un autre pour le même génotype qui abouti à une forte interaction génotype × environnement, peut être expliqué par la variation des conditions de culture d'une part, et la capacité d'expression de ce paramètre liée à chaque génotype d'autre part. Il est constaté que les variétés qui présentent les meilleurs taux d'extraction sont celles qui sont évaluées dans les milieux les plus favorables à l'expression des hauts rendements en grains.

D'autre part, l'analyse du comportement viscoélastique des protéines dans notre essai, montre que la teneur en gluten sec, est d'autant plus basse que la teneur en gluten humide est plus faible. Ceci explique les valeurs maximales et minimales qui sont données par les mêmes génotypes. De même, les résultats obtenus soulignent la différence d'expression des deux paramètres chez les 30 génotypes évalués sur les trois sites, ces génotypes manifestent différentes réponses, traduisant leur capacité d'expression des deux teneurs en gluten sec et humide d'une part et l'influence du milieu de culture pour le même génotype d'autre part. ceux qui abouti à une forte interaction génotype x milieu.

ABDELLAOUI et MARICHE, (2002) [168] à travers une étude sur deux variétés de blé dur (waha et vitron), indiquent que les apports d'azote exercent une action croissante sur les teneurs en gluten sec des deux variétés. La maîtrise de la nutrition azotée et la fertilisation du sol, en générale, des variétés locales et introduites pourraient contribuer à l'amélioration de la qualité du blé dur en Algérie.

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"Enrichissons-nous de nos différences mutuelles "   Paul Valery