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Paris, le 08 janvier 2008
Amélioration conjointe de l’efficacité d’absorption de l’azote et de la teneur en protéines
INRA / CETAC / ARVALIS
Projet FSOV2003
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Paris, le 08 janvier 2008
Rendement en grain et teneur en protéines� critères principaux d'amélioration du blé tendre
La fertilisation azotée� impact positif sur le rendement et la teneur en protéines� mais risque de pollution et coût économique
Corrélation génétique négative rendement / teneur en protéines� pente moyenne : ���� 10 q/ha RDT ���� ���� 1% TPG (Oury et al 2003)
Rendement en grain (RDT)
Teneur en protéines des grains(TPG)
GPD+
GPD-
Contexte
� Il existe des variétés possédant un écart positif/négatif à la relation RDT-TPG (Monaghanet al. 2001) : Grain Protein Deviation (GPD)
� Bonification à l'inscription des variétés significativement GPD+
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Paris, le 08 janvier 2008
Objectif
Quantification de la variabilité génétique� la tolérance à une carence en azote� écart à la relation rendement – teneur en protéines
Caractérisation des différences génétiques � utilisation d'un modèle de fonctionnement (Azodyn)� absorption et remobilisation post-floraison de l'azote� activités de trois enzymes du métabolisme azoté
Quantification de l'effet variétal sur les reliquats en azote� suivi des profils en azote minéral du sol
Développement de connaissances et d’outils pour la sélection de blés valorisant les conduites économes en azote en
maintenant un rendement et une teneur en protéines élevés
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Paris, le 08 janvier 2008
INRA Mons
2004 2005
Lemaire DeffontainesAuchy-lès-Orchies
Saaten-UnionEstrées-St-Denis
Momont Allonnes GAE MaisseArvalis-Institut-du-VégétalOuzouer-le-Marché
INRA Moulon
55 65 75 85 95 105 115
Mo04+PMs04+PMs04+ISu05-DSu05+PGa04+PSu05-NMl04+PAr04+PMl05+PMo04-DMs05+PMs05+NMl04-DMl05-DAr04-D
Le05+PMs04-DMs05-DAr04-NAr05+PAr05-DAr05-N
Ms05-NMl05-NMl04-NMs04-N
Rendement (q/ha 15%)
Mise en place d'un réseau expérimental
N potentiel (+P)N limitant (-N)Faible densité (-D)
Irrigué (+I)+P + Nfloraison (+N)
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Paris, le 08 janvier 2008
65 75 85 95 105Bastide*
EquilibreTapidor*Orvantis
VivantIsengrain
OrnicarGrisby
ChargerFarandole
ApacheNirvanaQuébonTaldor*
CaphornArcheRitmo
CézanneParadorTilburi
CF99102Isidor
SoissonsAztecPernel
EurêkaRécitalRenan
CourtotEspéria
Rendement (q/ha 15%)
Secobra 2002Lemaire 2002GAE 2001Benoist 1999Momont 1991Desprez 1997Benoist 1998Saaten-Union 2001Desprez 1997Agri-ObtentionsNickerson 1998Desprez 2001Saaten-Union 2004GAE 1998Desprez 2000Nickerson 1989Cebeco 1990Nickerson 1998Secobra 2000RAGT 1994INRAUnisigma 2002Desprez 1988Nickerson 1994 Agri-Obtentions 1983Agri-Obtentions 1991Benoist 1986Agri-Obtentions 1989Agri-Obtentions 1974Momont
Trente variétés testées
Moyennes sur 27 milieux
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Paris, le 08 janvier 2008
Estimation de la tolérance par l'écart N limitant / potentiel
esp cou
ren eur
recperisi
azt
soi
cf9
partilrit
que
arcapanircez
cap
far
chaorn
gri
viv orv
ise
equ
75 80 85 90 95 100 105 110
Rendement conditions potentielles (q/ha)
55
60
65
70
75
80
85
90
Ren
dem
ent N
lim
itant
(q/h
a)
r² = 0.89 # points = 27
N limitant = N potentiel – 100 kg N / ha (7 milieux)
Variété Ecart (q/ha)gri -4.50cou -3.38que -2.54eur -2.29soi -2.11cap -1.85equ -1.56nir -1.50ise -1.32esp -1.24cf9 -1.21per -0.70azt 0.05orv 0.13cha 0.54cez 0.76apa 0.88orn 1.02til 1.08arc 1.18isi 1.22far 1.49viv 2.19rec 2.42rit 3.38ren 3.69par 3.89
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Paris, le 08 janvier 2008
ApaArc
Azt
Cap CezCF
Cha
Cou
Equ
Esp
Eur
FarGriIse
Isi
Nir OrnOrv
ParPer
Que
Rec
Ren
RitSoi
Til
Viv
650 700 750 800 850 900 950
Rendement moyens simulés (g/m²)
600
650
700
750
800
850
900
950
Ren
dem
ents
moy
ens
obse
rvés
(g/m
²) R-square = 0.931 # pts = 27 y = 60.3 + 0.914x
Potentiel
Apa Arc
Azt
CapCez
CF
Cha
Cou
Equ
Esp
Eur
Far
Gri
Ise
Isi
Nir
OrnOrv
Par
Per
Que
Rec
Ren
Rit
Soi
Til
Viv
600 650 700 750 800 850
Rendement moyens simulés (g/m²)
500
550
600
650
700
750
Ren
dem
ents
moy
ens
obse
rvés
(g/m
²) R-square = 0.655 # pts = 27 y = 31 + 0.851x
N limitant
Utilisation d'un modèle de fonctionnement
Mise au point d'une procédure simplifiée de paramétrage� estimation de variables d'entrée (stade épi à 1cm, N sortie hiver)� détermination des paramètres génotypiques
Estimation de la capacité de simulation du modèle� erreur moyenne de prédiction de l'ordre de 10 q/ha
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Paris, le 08 janvier 2008
Des différences pour l'écart à la relation RDT-TPG
apa
arcazt
cap
cez
cf9
cha
couequ
esp
eurgri
ise
isi
nir
orn
orv
par
per
que
rec
ren
ritsoi
tilviv
-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5
GPD conditions potentielles
-1
-0,5
0
0,5
1
GP
D N
lim
itant
r² = 0.57 # points = 27
far
Moyennes sur 7 milieux N limitants et 7 milieux potentiels
9
Paris, le 08 janvier 2008
apa
arc
azt
cap
cez
cf9
cha
cou
equ
esp
eurfargri
iseisi
nir
orn
orv
par
per
que
rec
ren
rit
soi
til
viv
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Absorption post-floraison N (g/m²)
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
GP
D (%
)
r² = 0.50 # points = 27
ml05Np
ml05N-
ms05Np
ms05N-
ms05N+
ms05D-
ms04Np
ms04N-
ms04Ir
ms04D-
ml04Np
ml04N-
Milieu
0.48***
0.19**
0.19*
0.22**
0.17*
0.54***
0.21**
0.12
0.34***
0.37***
0.15*
0.05
r²
L'absorption post-floraison explique 50% du GPD
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Paris, le 08 janvier 2008
Variabilités des activités enzymatiques
Moyennes 2 années et 2 stades après floraison à Mons N potentiel
50
100
150E
spC
ou Soi
Per Is
iE
ur Ise
Rec
Apa Orv
Par
Cez Ti
lR
itO
rn Viv
Arc
Azt Nir
Far
CF9
Equ G
riR
enC
apC
haQ
ue
Glutamine Synthétase Glutamate Déshydrogénase Nitrate Réductase (EDTA)
Act
ivité
(% /
moy
enne
)
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Paris, le 08 janvier 2008
Des pistes de recherche
Moyennes 2 années et 2 stades après floraison à Mons N potentiel
Apa
Arc
Azt
CF9
Cap
Cez
Cha
Cou
Equ
Esp
Eur
Far
Gri
Ise
IsiNirOrn
OrvPar
Per
Que
Rec
Ren
Rit
Soi
Til
Viv
60 80 100 120 140 160 180 200
Activité Glutamate Déshydrogénase/m²
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
GP
D (%
)
r² = 0.24 # points = 27
Apa
ArcAzt
CF9
Cap
Cez
Cha
Cou
Equ
Esp
EurFar
Gri
Ise
IsiNir
Orn
Orv
Par
Per
Que
RecRen
Rit
Soi
Til
Viv
10 15 20 25 30 35Activité Nitrate Réductase /m² (x1000)
2
3
4
5
6
7
Abs
orpt
ion
N p
ost-f
lora
ison
(g/m
²)
r² = 0.32 # points = 27
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Paris, le 08 janvier 2008
Suivi en azote du sol
Profil N Minéral à maturité - Mons 2004 -150
-120
-90
-60
-30
00 5 10 15 20 25
kg N/haP
rofo
ndeu
r en
cm SOISSONS
APACHE
RITMO
CHARGER
ARCHE
RECITAL
Comparaison entre six variétés� pas de différence importante de reliquat à la maturité� disponibilité en azote aux stades clés variable en fonction des dates d'apport et de la précocité
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Paris, le 08 janvier 2008
Conclusions
Quantification de la variabilité génétique� confirme variabilité pour la tolérance à une carence en azote � confirme variabilité pour l'écart à la relation RDT – TPG� montre une forte corrélation des GPD en N limitant et potentiel
Caractérisation des différences génétiques � mise au point d'une procédure de paramétrisation d'Azodyn� bonne estimation du comportement potentiel des variétés� absorption post-floraison explique ~50% du GPD� activités Nitrate Réductase et Glutamate Déshydrogénase, pistes pour suivre le métabolisme de l'azote post-floraison
Quantification de l'effet variétal sur les reliquats en azote� pas de différence variétale pour les reliquats à maturité� important de tenir compte des disponibilités en azote du sol et des apports d'engrais en interaction avec le rythme de développement
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Paris, le 08 janvier 2008
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)• UMR GAP INRA_USTL Mons-Péronne (J Le Gouis, M Brancourt, D Dorvillez,
M-C Mansard)• Unité d'Agronomie Laon-Reims-Mons (J-M Machet)• Unité de Nutrition azotée des plantes Versailles (B Hirel)• UMR Agronomie INRA-AgroParisTech Thiverval-Grignon (M-H Jeuffroy)• UMEFV du Moulon (O Gardet)
Centre d’Etude Technique pour l’Amélioration des Céréales (CETAC)• UNISIGMA (P Lerebour)• Secobra Recherche (M Madre, P Giraudeau)• Saaten-Union Recherche (V Lein)• Momont (P Momont, S Sunderwirth)• Lemaire-Deffontaines (J-M Delhaye)• GAE Recherche (J-M Moreau)
Arvalis – Institut du végétal• L Guerreiro, P Gate, M Bonnefoy, M-H Bernicot
Partenaires du projet