REPORT an error

Mieux évaluer les performances des blés paysans par une caractérisation de l'environnement de culture et des situations agricoles spécifiques

by Michel Turbet delof

Thesis project in Agronomie

Under the supervision of Isabelle Goldringer.

Ongoing thesis at université Paris-Saclay , under the authority of École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , in a partnership with GQE - Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon (laboratoire) , DEAP : Diversité, Evolution et Adaptation des Populations (equipe de recherche) and Faculté des sciences d'Orsay (référent) since 01-12-2020 .

  • Alternative Title

    To better evaluate the performance of peasant wheat by characterizing the growing environment and specific agricultural situations


  • Abstract

    Participatory Plant Breeding (PPB) is decentralized, i.e. implemented on the farms where the developed varieties are grown. In PPB, farmers and the other stakeholders aim to develop varieties and populations that are adapted to local conditions, more stable and more resilient thanks to their intrinsic genetic diversity. It is a strategy that can contribute to meeting the challenges of the agro-ecological transition by creating populations adapted to the large number of practices encountered in agro-ecology and to more contrasting and stressful environments due to the sharp decrease in the use of inputs. In 2006, the DEAP team of the UMR GQE-Le Moulon set up a commonwheat PPB program in collaboration with the Réseau Semences Paysannes and thus has now a significant perspective on this approach. Throughout this program, research has led to the development of experimental devices for on-farm testing, statistical methods for data analysis based on Bayesian hierarchical models and tools and methods to improve the dynamic management of diversity and the efficiency of farmers' selection. Since 2006,the history of the selected populations (more than 1000 populations in total each year evaluated and selected by 25 to 80 farmers) as well as morphological and agronomic monitoring have been recorded in a dedicated database (ShiNeMaS), thus constituting a unique set of spatio-temporal data on a dynamic management system for cultivated populations. Some farm logics and factors - yet critical in the context of agroecology - have not yet been taken into account to optimize the management and selection of crop diversity on farm: (i) the understanding of the place of peasant wheat in cultivation and/or selection in the overall functioning of farms, (ii) the characterization of pedo-climatic environments and cultivation practices in relation to productive performance (iii) the better consideration of the influence of the environment in statistical models for the analysis of trial networks and (iv) the estimation of genetic differentiation and natural selection The thesis project therefore aims at: i) characterizing the socio-economic environments of peasant wheat through surveys to understand the relationships between the functioning of the structures, their different objectives, the pedo-climatic contexts and the cultivation practices. ii) characterizing the cultivation environments to evaluate peasant wheat through a participatory agronomic diagnosis in order to identify possible stresses and understand their impact on the productivity of different peasant varieties. iii) multi-trial evaluation of varieties with statistical models that better take into account the environment in order to give more agronomic meaning to the results and to adapt the models to the specific constraints of on-farm trials. iv) estimation of genetic differentiation and natural selection in order to better characterize the genetic and phenotypic evolution within varieties that have not undergone conscious selection These four axes will allow a better understanding of the dynamics of the diversity cultivated in the SP network at different scales, that of the farm (systemic agronomy approach), that of the two years of experimentation (agronomic diagnosis approach), that of the historical data set (biometric approach) and that of the changes in genetic and phenotypic frequencies (population genetics approach).


  • Abstract

    La Sélection Participative (SP) est décentralisée, c'est à dire mise en œuvre dans les fermes où sont cultivées les variétés développées. Avec la sélection participative, les agriculteurs et acteurs de terrain cherchent à développer des variétés et populations adaptées aux conditions locales, plus stables et plus résilientes grâce à leur diversité génétique intrinsèque. C'est une stratégie qui peut contribuer à répondre aux enjeux de la transition agroécologique en permettant de créer des populations adaptées au grand nombre de pratiques rencontrées en agroécologie et aux environnements plus contrastés et plus stressants du fait de la forte diminution du recours aux intrants. Utilisée depuis plusieurs dizaines d'années dans les pays du Sud, la SP fait l'objet d'un grand intérêt actuellement dans les régions d'agriculture industrielle également, notamment en Europe et aux USA. L'équipe DEAP de l'UMR GQE-Le Moulon a mis en place en 2006 un programme de SP sur le blé tendre en collaboration avec le Réseau Semences Paysannes et dispose ainsi d'un recul important sur cette approche. Tout au long de ce programme, les recherches ont permis de mettre au point des dispositifs expérimentaux pour les essais à la ferme, des méthodes statistiques d'analyse des données reposant sur des modèles hiérarchiques Bayésiens et des outils et méthodes pour améliorer la gestion dynamique de la diversité et l'efficacité de la sélection paysanne. Depuis 2006, l'historique des populations sélectionnées (plus de 1000 populations au total chaque année évaluées et sélectionnées chez 25 à 80 paysans) ainsi que les suivis morphologiques et agronomiques ont été enregistrés dans une base de données dédiée (ShiNeMaS) constituant ainsi un ensemble unique de données spatio-temporelles sur un système de gestion dynamique de populations cultivées. Certaines logiques de ferme et certains facteurs - pourtant critiques dans le contexte de l'agroécologie - n'ont pas encore été pris en compte pour optimiser la gestion et la sélection de la diversité cultivée à a ferme : (i) la compréhension de la place des blés paysans en culture et/ou en sélection dans le fonctionnement globale des fermes, (ii) la caractérisation des environnements pédo-climatiques et des pratiques de culture en lien avec la performance productive (iii) la meilleur prise en compte de l'influence de l'environnement dans les modèle statistique d'analyse de réseau d'essai et (iv) l'estimation de la différentiation génétique et la sélection naturelle. Le projet de thèse vise donc à : i) la caractérisation des environnements socio-économiques des blés paysans par des enquêtes pour comprendre les relations entre les fonctionnement des structures, leurs différents objectifs, les contextes pédo-climatiques et les pratiques culturales. ii) la caractérisation des environnements de culture pour évaluer les blés paysans un diagnostic agronomique participatif afin d'identifier des stress éventuels et de comprendre leur impacte sur la productivité de différentes variétés paysannes. iii) l'évaluation multi-essai des variétés avec des modèles statistiques prenant mieux en compte l'environnement pour donner plus de sens agronomiques aux résultats et adapter les modèles aux contraintes spécifiques des essais à la ferme. iv) l'estimation de la différentiation génétique et la sélection naturelle afin de mieux caractériser l'évolution génétique et phénotype au sein de variétés n'ayant pas subies de sélection consciente. Ces quatre axes permettront de mieux comprendre la dynamique de la diversité cultivée dans le réseau de SP et cela à différents échelles, celle de la ferme (approche d'agronomie systémique), celle des deux années d'expérimentation (approche par diagnostic agronomique), celle de l'ensemble des données historiques (approche biométrique) et celle des changements de fréquences génétiques et phénotypiques (approche de génétique des population).