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L’amélioration génétique du miscanthus progresse considérablement au niveau international depuis ses débuts il y a moins de vingt ans. De nombreuses méthodes sont mises en œuvre pour optimiser la création variétale à partir de plusieurs espèces et élargir la gamme proposée. Cela permettra de cultiver des variétés performantes autres que l’hybride interspécifique M. x giganteus, dans le but de diversifier les débouchés proposés aux agriculteurs : production de bioéthanol, de matériaux composites, de molécules plateformes pour la chimie verte, etc. D’autant plus que cet élargissement variétal permettra de limiter l’adaptation de potentiels bioagresseurs, même s’il en existe
très peu en Europe, puisque la plante est originaire d’Asie. Le miscanthus présente l’avantage de nécessiter trè[...]

L’amélioration génétique du miscanthus progresse considérablement au niveau international depuis ses débuts il y a moins de vingt ans. De nombreuses méthodes sont mises en œuvre pour optimiser la création variétale à partir de plusieurs espèces et élargir la gamme proposée. Cela permettra de cultiver des variétés performantes autres que l’hybride interspécifique M. x giganteus, dans le but de diversifier les débouchés proposés aux agriculteurs : production de bioéthanol, de matériaux composites, de molécules plateformes pour la chimie verte, etc. D’autant plus que cet élargissement variétal permettra de limiter l’adaptation de potentiels bioagresseurs, même s’il en existe
très peu en Europe, puisque la plante est originaire d’Asie. Le miscanthus présente l’avantage de nécessiter très peu de traitements phytosanitaires et d’apports azotés (grâce aux caractéristiques de son rhizome). C’est donc un excellent candidat pour être valorisé à long terme sur des terres marginales (terres polluées, aires de captage d’eau, terres difficiles d’accès ou peu fertiles, etc.), puisque c’est une plante pérenne. L’étude de Miscanthus sinensis est très intéressante, étant donné que cette espèce semble être l’une des candidates aux exigences de production et de qualité nécessaires aux débouchés visés. La détermination de ses paramètres génétiques dans différents environnements de culture permet de connaître le potentiel d’amélioration génétique des caractères d’intérêt et leur comportement dans des milieux contrastés. C’est l’objectif de cette étude, en considérant tout d’abord que l’amélioration conjointe des caractères associés à la production et à la composition de la biomasse est possible et que l’effet du milieu influence plus ou moins l’amélioration de ces caractères. La population de Miscanthus sinensis étudiée est diploïde et issue d’un croisement entre deux parents contrastés, en particulier au niveau de leur nombre de tiges : Malepartus (Mal) et Silberspinne (Sil). Les 165 génotypes sont expérimentés selon un dispositif implanté à différentes échelles dans le temps, nommé « staggered start design », sur deux sites contrastés pour leurs conditions pédoclimatiques : un sol riche, profond et argileux à Estrées-Mons et un sol sableux drainant à Orléans. Les précipitations sont presque équivalentes entre sites sur différentes périodes de l’année, sauf en été où le climat est en général plus sec à Orléans (de 2014 à 2016). Une analyse exploratoire a permis de s’intéresser aux effets de compétition entre plantes, à la
présence d’effet bloc, d’effet répétition et d’effet climatique, permettant les éventuelles corrections associées. Ensuite, les calculs d’héritabilités au sens large de caractères liés à la production, à la phénologie et à la composition de la biomasse ont été déterminés. Ces caractères sont fortement héritables pour la plupart (H2> 0.4), avec une diminution de l’héritabilité parfois observée pour certains caractères quand plusieurs années et lieux de culture sont considérés. Les variances d’interactions génotype x environnement (génotype x année et génotype x lieu) ont également mis en évidence des comportements différents pour certains caractères en fonction du milieu de culture des plantes. Enfin, des corrélations importantes entre les caractères morphologiques et le rendement en biomasse ont été observées, également avec la teneur en cellulose et en lignine, contrairement à la teneur en hémicellulose. En perspectives, ces résultats seront à valider sur des plantes plus âgées et la détection de QTLs sera envisagée ensuite.
Mots clés : Miscanthus sinensis – Production et composition de la biomasse – Héritabilité – Corrélations phénotypiques et génétiques.

The genetic improvement of miscanthus has evolved a lot at the international level since its beginning twenty years ago. Many methods are used to optimize the plant breeding from different species and enlarge the varietal offer. This will allow to cultivate efficient varieties, different from the interspecific hybrid M. x giganteus, in order to diversify the end-uses proposed to the farmers:
bioethanol production, composite materials, molecules for green chemistry, etc. Moreover, the enlargement of the varietal offer will help to limit the adaptation of pests and diseases, due to the Asian origin of miscanthus. Therefore, the miscanthus has the advantage to require few chemical products and inputs, thanks to its rhizome. As it is a perennial crop, it is an excellent candidate to use for a long period. Moreover, it can be grown on marginal lands (polluted lands, water caption areas, lands with poor fertility or difficult access, etc.). The study of Miscanthus sinensis is very interesting, because this species seems to meet the requirements of production and quality to target many of the previous end-uses. The determination of genetic parameters in different environments allows to know the potential of genetic improvement for interesting traits and their expression in contrasted fields. This is the goal of this study, considering that the joint improvement of traits related to the production and composition of biomass is possible and that the effect of environment is important in the improvement of these traits. The Miscanthus sinensis population studied is diploid and comes from a cross between two contrasted parents, in particular for their stem numbers: Malepartus (Mal) and Silberspinne (Sil). The 165 genotypes are tested according to a staggered start design in two sites, contrasted for soil and weather conditions: a rich and clay soil in Estrées-Mons and a sandy soil in Orléans. The rainfalls are quite similar between sites for different times of the year, excepting in summer where climate is drier in Orléans (from 2014 to 2016). An exploratory analysis studied the competition effects between plants, the presence of block effect, replicate effect and climate effect and allowed the potential related corrections. Then, the broad-sense heritability calculations of traits related to production, phenology and composition of biomass were determined.Most of these traits are highly heritable (H2> 0.4), with a decrease of heritability observed for few traits when more years or environments are considered. The interaction variances (genotype x year and genotype x site) show that traits have a different expression according to the growing environment of the crop. Finally, high correlations of biomass yield with morphological traits were observed, as well as with the cellulose and lignin contents, in contrast to hemicellulose content. In prospects, these results have to be validated with older stands and QTLs detection can be planned.
Key words: Miscanthus sinensis – Production and composition of biomass – Heritability – Phenotypic
and genetic correlations.