La sélection variétale se fait à la chaîne

Dans le laboratoire de marquage moléculaire du groupe coopératif Limagrain près de Clermont-Ferrand, des robots analysent les lignées de maïs et de blé mises au point par les sélectionneurs à travers le monde.

Dans les champs d'un vert soutenu, la sécheresse n'a pas encore fait ses ravages. Dans la plaine céréalière de la Limagne, à l'est de Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme), c'est la montaison, un stade de développement précoce du blé. Les plants ne sont hauts que de quelques centimètres. « On peut déjà commencer à observer les premières caractéristiques de la céréale », explique Bernard Dupérrier, un des nombreux sélectionneurs du groupe coopératif Limagrain, le numéro cinq mondial des semences qui réalise un chiffre d'affaires de 1,35 milliard d'euros. En bord de champ, sous une serre en plastique, le travail du sélectionneur s'étale sur trois rangées de plants de blé. Des dizaines de nouvelles lignées, issues du croisement d'une ou plusieurs variétés présentant des caractéristiques génétiques intéressantes : rendement, qualité alimentaire ou non alimentaire, résistance à la sécheresse... Un processus long et minutieux pour aboutir, après plusieurs années, à une nouvelle variété.

À quelques kilomètres de là, à Riom (Puy-de-Dôme), Limagrain a installé en 1986 une plate-forme de recherche spécialisée dans le génotypage. Ici, des robots analysent jour et nuit, sept jours sur sept, des milliers d'échantillons envoyés du monde entier par les sélectionneurs. La sélection assistée de marqueurs moléculaires a révolutionné la recherche variétale. Les marqueurs, répétition de courtes séquences d'ADN, permettent de repérer rapidement la présence ou l'absence des caractéristiques recherchées dans l'échantillon, sans attendre que la plante pousse en totalité et que le sélectionneur vérifie de visu si la caractéristique recherchée s'exprime.

Le labo reçoit des plaques contenant 96 échantillons (des petits bouts de feuille ou de grain), chacun représentant une nouvelle variété. Chaque plaque est codée et entrée dans un puissant système d'information. Première étape : une chaîne de robots prépare l'extraction et la purification de l'ADN. « Chaque robot peut en réaliser 9 000 par jour. Nous n'en faisions qu'une centaine à la main il y a moins de cinq ans », confie Pascal Flament, le directeur de l'activité génotypage de Limagrain. Un deuxième robot prépare les échantillons en mélangeant les fragments d'ADN avec un réactif qui permettra l'analyse. Un troisième type de machine multiplie la séquence d'ADN avec la technologie polymerase chain reaction (PCR) : à partir de la plaque mère, il s'agit de multiplier les exemplaires des échantillons. Une dernière catégorie de machines lit les signaux et analyse les plaquettes afin de transmettre les données au système d'information.

La course est lancée...

Le labo produit des dizaines de millions de données par an. « Les technologies ont considérablement évolué et le coût de production unitaire, c'est-à-dire l'indentification d'une zone de l'ADN, est passé de plus de dix euros il y a quelques années, à moins de dix centimes », explique Pascal Flament. Les grands semenciers (Monsanto, Syngenta, Pioneer et Limagrain) se sont lancés dans une course à l'analyse de leurs collections variétales. Tous sont en veille sur l'évolution des technologies pour produire plus vite et moins cher. Chez Limagrain, l'organisation industrielle est entrée dans le labo. « Nous avons embauché une personne de la métallurgie pour repenser l'organisation et trouver des indicateurs afin de rationaliser la production. Nous avons mis en place des outils de gestion des flux, un ERP et nous travaillons en flux tendu », confie le scientifique. Le Lean manufacturing n'est pas loin... La science, elle, sort peu à peu du labo. « Nous recrutons des généticiens et des mathématiciens afin d'améliorer les modèles d'analyse des données que nous produisons », explique Pascal Flament. Dans quelques mois, le groupe coopératif inaugurera un centre de recherche de 12 000 m2 à Chappes (Puy-de-Dôme) : le labo de marquage moléculaire y occupera une place centrale.