Résumés
Un projet à grande échelle
Le soya est une culture bien établie au Québec et en Ontario, et en pleine expansion dans l’ouest canadien. Le soya offre de nombreux bénéfices potentiels aux producteurs. Il s’agit d’une culture polyvalente dont les grains sont une source importante à la fois de protéines et d’huile, tant pour l’alimentation humaine qu’animale. Des points de vue agronomique et environnemental, il s’agit d’une culture extrêmement attrayante du fait qu’elle ne nécessite aucun apport en azote sous forme de fertilisant chimique, puisqu’elle est capable d’obtenir cet élément naturellement de l’air ambiant à l’aide d’une bactérie du sol.
Trois défis importants sont à relever pour développer des variétés de soya à haut rendement qui conviennent bien aux conditions canadiennes. Premièrement, ces variétés doivent atteindre la maturité et produire des semences en un temps record, car les étés canadiens sont notoirement courts. Deuxièmement, ces variétés doivent être rendues plus résistantes aux ravageurs et aux maladies qui réduiront autrement le rendement des cultures et exigeront l'application de pesticides dans certains cas. Enfin, le soya est une culture tout à fait nouvelle dans de nombreuses régions du Canada et il y a place à une expansion considérable, mais les principaux obstacles à l'adoption par les agriculteurs de cette culture doivent être identifiés et abordés. La génomique offre de nouveaux outils essentiels pour y contribuer. Des progrès spectaculaires dans les technologies de séquençage ont permis de caractériser la composition génétique des cultures comme jamais auparavant. En sondant le code génétique du soya, il est possible d'identifier des marqueurs d'ADN qui contrôlent des aspects clés de la croissance des plantes, tels que le temps nécessaire pour atteindre la maturité et la résistance aux maladies et aux ravageurs. Une fois que nous avons identifié de tels marqueurs, les sélectionneurs seront en mesure de les utiliser plus rapidement et plus facilement pour développer des variétés de soya améliorées. La recherche économique et sociale viendra compléter la recherche en génomique en mettant l'accent sur les institutions et les politiques qui maximiseront le potentiel de croissance de l'industrie du soya.
Nous avons réuni une équipe exceptionnelle de chercheurs pour assumer cette tâche et avons bénéficié d'un support essentiel de la part des associations de producteurs et des acteurs clés de l'industrie semencière.
Une culture en croissance
Le soya est la troisième plus grande culture au Canada, générant des revenus annuels supérieurs à 2,5 milliards de dollars. Le soya est la plante de grande culture (field crop) qui a affiché la plus forte augmentation au cours des cinq dernières années. Le développement de nouvelles variétés de soya à haut rendement, adaptées aux courtes saisons de croissance typiques des conditions canadiennes, exige une compréhension approfondie des gènes qui contrôlent la maturité du soya. Comme l'importance de la culture du soya a augmenté, il en est de même pour les ravageurs dont trois nous préoccupent actuellement: la pourriture des racines de Phytophthorae (PRR, causée par Phytophthora sojae), le nématode de kystes de soya (SCN, Heterodera glycines) et la pourriture des racines de Sclerotinia (SSR, Sclerotinina sclerotiorum). Ceux-ci peuvent contribuer à des pertes importantes, ce qui résulte en un fort intérêt des cultivateurs et des semanciers pour une meilleure résistance à ces ravageurs. Enfin, l'expansion rapide de la culture du soya dans l'Ouest canadien soulève d'importantes questions concernant les facteurs qui favorisent son adoption et sa durabilité. Dans la préparation de ce projet de recherche nous avons cherché la contribution d'un grand nombre d'utilisateurs finaux. Beaucoup font partie de notre équipe. Ces associations de producteurs, semenciers et sélectionneurs bénéficieront directement des produits tangibles que nous visons à produire pendant les 4 prochaines années.
Le programme de recherche proposé comprend cinq objectifs: 1) Plateforme de génotypage rapide et à faible coût; 2) Développement d'outils de sélection pour faciliter le développement de soya à rendement élevé; 3) Outils pour détecter la présence et identifier le type de P. soyae ou H. glycines dans les champs canadiens; 4) Outils de sélection améliorés pour développer de nouvelles variétés avec une résistance accrue à deux pathogènes clés (PRR et SSR) et un parasite (SCN) dans les champs canadiens; 5) Maximiser le développement de l'industrie du soya dans l'Ouest canadien.
Dans l'Objectif 1, le séquençage du génome entier sera utilisé pour caractériser le germoplasme canadien de soya de courte saison. Cela permettra une analyse rapide et rentable des marqueurs d'ADN. Dans l'Objectif 2, nous utiliserons la génomique pour identifier et caractériser les différents allèles des principaux gènes contrôlant la maturité. Des méthodes de sélection génomique seront établies pour faciliter le développement de variétés de soya de saison courte à rendement élevé. Dans l'Objectif 3, nous développerons des outils génomiques pour dépister et identifier rapidement les différentes races de P. sojae (PRR) et de pathotypes de H. glycines (SCN). Dans l'Objectif 4, la sélection assistée par marqueurs sera utilisée pour développer des variétés résistantes à deux maladies clés (PRR et SSR) et au parasite SCN. Enfin, dans le cadre de l'Objectif 5, nous entreprendrons des recherches socio-économiques pour: a) éclairer l'élaboration de politiques qui amélioreront l'adoption et la durabilité de la production de soya; b) explorer les facteurs de l'adoption par les producteurs, du développement de la chaîne d'approvisionnement, de la politique commerciale et des transports, des barrières réglementaires et des modèles de financement de la recherche.
Au cours de ce programme, nous produirons les livrables suivants: 1) Une plate-forme de génotypage rapide et à faible coût; 2) Des outils de sélection permettant aux sélectionneurs de choisir plus rapidement les lignées de soya plus performantes et plus résistantes aux ravageurs et pathogènes; 3) Des outils diagnostique pour identifier la présence et le type de P. sojae et H. glycines dans les champs; 4) Une carte géographique de la distribution de P. sojae et ses pathotypes spécifiques dans les zones de production de soya au Canada; et 5) Une stratégie pour accélérer l'adoption du soya par les producteurs agricoles canadiens.
Les travaux de recherche proposés produiront des avantages économiques à bien des égards. Premièrement, la génomique et les techniques de sélection améliorées vont faire augmenter le potentiel de rendement des variétés améliorées (25 M $ / an). Deuxièmement, une résistance accrue aux stress biotiques augmentera le rendement réalisé et réduira l'utilisation de pesticides (99 M $ / an). Troisièmement, l'adoption accrue du soya dans les rotations de cultures augmentera la rentabilité, réduira l'utilisation d'engrais azotés et contribuera à une réduction des maladies sur les autres cultures (154 M $ / an). Enfin, ce projet de recherche contribuera à diminuer l'utilisation des pesticides utilisés pour lutter contre les maladies du soya. Au total, nous estimons que les avantages économiques pourraient atteindre environ 278 millions de dollars par année.