L’Unité Mixte de Recherche AGAP, Amélioration Génétique et Adaptation des Plantes méditerranéennes et tropicales, est une jeune unité de recherche créée en 2011, regroupant plus de 400 personnes présentes à Montpellier mais aussi sous les tropiques. Elle développe une recherche scientifique d’excellence en biologie des plantes et génétique végétale et produit des connaissances pour répondre aux enjeux sociétaux majeurs de l’agriculture au Sud comme au Nord. L’UMR AGAP est placée sous la tutelle de trois organismes de recherche et d’enseignement supérieur : le CIRAD, l’INRAE et l’Institut Agro | Montpellier SupAgro. Des agents de l’Institut français de la vigne et du vin (IFV) et du Conservatoire botanique national méditerranéen de Porquerolles (CBN) participent également à AGAP.

L’UMR AGAP est constituée de quatorze équipes de recherche, de plateaux techniques, et est responsable de centres de ressources biologiques (CRB) : sont hébergées principalement des graines, dont des céréales. L’unité expérimentale Vassal héberge le CRB vigne.

Dans l’UMR AGAP, l’équipe DAAV, Diversité, Adaptation et Amélioration de la Vigne, travaille exclusivement sur la vigne. Elle a pour objectif finalisé de contribuer à la création de variétés de vigne plus résistantes aux maladies et mieux adaptées aux changements climatiques, tout en maintenant un haut niveau de qualité. Le fort impact de la viticulture sur l’environnement, notamment via les produits phytosanitaires, le lien étroit avec les sociétés humaines, au travers notamment de la notion de terroir et la fréquente localisation péri-urbaine, et les risques potentiels du changement climatique sur la qualité des vins nécessitent une adaptation de la viticulture. Nous pensons en effet qu’une réponse à moyen terme sera la diffusion de nouvelles variétés résistantes aux maladies et mieux adaptées à un environnement en changement tout en conservant un excellent niveau qualitatif.

Pour mener à bien cet objectif d’innovation variétale, les recherches de l’équipe DAAV se décomposent en trois axes :

  • L’étude de la diversité et de l’évolution de la vigne et des espèces apparentées ;
  • L’identification des bases génétiques et moléculaires des caractères d’intérêt, notamment la qualité et l’adaptation ;
  • L’intégration de ces informations pour la prédiction des caractères et l’innovation variétale.

De plus, l’équipe a constitué l’Unité Mixte Technologique (UMT) Géno-Vigne® en partenariat avec l’IFV et l’Institut Agro | Montpellier SupAgro, ce qui permet d’interagir avec les professionnels de la filière en mutualisant les moyens, et les savoir-faire. L’UMT a été axée sur la gestion des ressources génétiques dans un premier temps (2008 à 2013), en lien avec le Centre de Ressources Biologique vigne de l’UE Vassal et la collection de l’IFV sur le domaine de l’Espiguette. La deuxième étape (2014-2018) était orientée sur la création variétale, et a permis également de proposer des formations, notamment vers un public professionnel. Dans un troisième temps, l’UMT sera axée sur une phase de pre-breeding (préparation des géniteurs des futurs schémas de création variétale), orienté notamment sur l’adaptation de la vigne aux changements globaux.

Au sein du LEPSE, Laboratoire d’Ecophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux, l’équipe ETAP, Efficience de Transpiration et Adaptation des Plantes aux climats secs, cherche à identifier les leviers d’action génétiques et agronomiques qui permettent d’améliorer l’efficience d’utilisation de l’eau dans les systèmes viticoles soumis aux contraintes climatiques.

La tolérance à la sécheresse, aux fortes températures et à des rayonnements fluctuants, combinée aux faibles niveaux d’intrants (l’azote en particulier), est appréhendée de manière détaillée à l’échelle foliaire via le développement et l’utilisation de modèles de simulation de la transpiration, de l’état hydrique dans la plante, de l’activité photosynthétique. L’allocation de la biomasse aux différents organes de la plante est également étudiée ainsi que l’élaboration du rendement à travers le nombre de baies nouées. A l’échelle plus intégrée de la plante entière, des outils de reconstitution de la structure de la vigne en 3D pour différents génotypes et pour des systèmes de taille et de palissage contrastés sont développés. Ces outils permettent de simuler le microclimat au sein de la plante et de modéliser les échanges gazeux de la canopée par intégration des modèles développés aux échelles foliaires. D’autre part, ils permettent de mieux comprendre les effets des pratiques culturales qui visent à faire face aux conditions climatiques extrêmes. On peut ainsi classer les cépages, les modes de conduite de la canopée ou d’autres pratiques, selon leurs impacts sur l’efficience d’utilisation de l’eau et le rendement.

Afin d’accompagner ses travaux de recherche, l’équipe ETAP s’appuie sur les plateformes de phénotypage à haut-débit développées dans l’unité: elles permettent de travailler dans le même temps sur un grand nombre de cépages différents, dans des conditions climatiques contrôlées, et d’analyser et modéliser la variabilité génétique de la réponse des plantes aux stress environnementaux et aux changements climatiques. Ces plateformes accueillent également des équipes extérieures au LEPSE.

Le LEPSE a été créé en 1993 pour produire des connaissances et des méthodologies pouvant contribuer à l’amélioration de la productivité des plantes cultivées sous contraintes environnementales. Ce laboratoire est une Unité Mixte de Recherche (INRAE – l’Institut Agro | Montpellier SupAgro) implantée à Montpellier, sur le campus de l’Institut Agro | Montpellier SupAgro.

Ses activités consistent à analyser et modéliser la variabilité génétique des réponses des plantes à des conditions environnementales contrastées, en particulier la sécheresse et les températures élevées. Les réponses principales étudiées sont la croissance, le développement végétatif et reproducteur ainsi que les échanges gazeux (CO2 et H2O). Les travaux s’appuient sur des mesures biochimiques, moléculaires ou biophysiques de l’état des organes ou des tissus. Les analyses sont combinées dans des modèles embarquant la variabilité génétique et environnementale pour prévoir le comportement des génotypes et des espèces dans des climats actuels ou futurs. Ces modèles permettent également de proposer et évaluer certaines pratiques culturales innovantes afin de réduire l’impact des changements climatiques. Le LEPSE travaille principalement sur 3 espèces : le maïs, la vigne, ainsi que sur la plante modèle Arabidopsis thaliana.

Au sein de l’UMR B&PMP, l’équipe KaliPHruit a comme objectif général d’identifier et de caractériser les acteurs moléculaires et en priorité les systèmes de transports membranaires impliqués dans le contrôle de l’acidité des fruits au cours de leur maturation. Chez la vigne, l’acidité du raisin est un critère déterminant la qualité de la baie et donc du vin. Le potassium permet la neutralisation de l’acide tartrique, un des acides majoritaires du raisin. Or, en relation avec le changement climatique, une augmentation régulière de la teneur en potassium est observée depuis une vingtaine d’année ; l’acidité baisse, et le pH augmente. Le potassium permet également d’augmenter la teneur en sucre des baies, ce qui va entrainer des taux d’alcool plus élevés. L’équipe travaille simultanément sur deux espèces : la plante modèle Arabidopsis thaliana et la vigne, car les mécanismes moléculaires impliqués dans le contrôle et la régulation du transport du potassium sont fortement conservés entre la vigne et Arabidopsis. L’équipe s’intéresse tout particulièrement à l’incidence des stress abiotiques (températures et stress hydriques) sur ces mécanismes, et donc à comprendre le fonctionnement de la nutrition minérale en potassium sur le développement des baies de raisin, en particulier sur l’acidité des fruits.

L’Unité Mixte de Recherche B&PMP, Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes, est composée de 11 équipes de recherche, deux équipes de services d’appui et de plusieurs plateformes technologiques. Elle regroupe de 120 à 150 personnes, et est placée sous la tutelle de quatre organismes : le CNRS, l’INRAE, l’Institut Agro | Montpellier SupAgro Agro et l’Université de Montpellier. L’UMR joue un rôle important dans l’enseignement et la formation des étudiants en Master et au niveau de l’école doctorale GAIA, et ses projets de recherche créent des liens avec plus de 20 pays différents. B&PMP est un acteur majeur de la biologie végétale, aussi bien au plan régional, national, qu’international.

L’UMR B&PMP vise à élucider les mécanismes fondamentaux qui régissent la nutrition hydro-minérale des plantes, et leur réponse aux contraintes abiotiques (hydrique, salin, nutritionnel, métallique) de l’environnement. Les contraintes liées au changement climatique sont particulièrement étudiées. L’objectif est de mieux comprendre l’organisation et le fonctionnement du vivant, et participer au développement d’une agriculture durable, économe en ressources naturelles et respectueuse de l’environnement. Les équipes combinent des approches pluridisciplinaires (génomique, biophysique, biologie moléculaire, modélisation) et multi-échelles (du gène à la plante entière) sur diverses espèces végétales (plantes modèles ou d’intérêt agronomique).

Le Centre de Ressources Biologiques de la Vigne (CRB-Vigne) de Vassal-Montpellier représente la collection ampélographique centrale française. Par sa taille et sa richesse, il constitue un conservatoire de référence au niveau international. Le CRB-Vigne est actuellement hébergé par l’Unité Expérimentale INRAE du Domaine de Vassal à Marseillan-plage (Hérault). Un projet de transfert vers l’Unité Expérimentale INRAE de Pech-Rouge à Gruissan (Aude) est en cours.

Créée en 1876 à l’Ecole d’Agriculture de Montpellier (aujourd’hui l’Institut Agro | Montpellier SupAgro), cette collection est implantée depuis 1949 sur le Domaine de Vassal, à Marseillan-plage, où elle a été progressivement enrichie. Elle est aujourd’hui composée de plus de 8000 accessions provenant d’une cinquantaine de pays.

Le CRB-Vigne est entièrement dédié à la conservation, la caractérisation et la valorisation des ressources génétiques de la vigne. Il co-anime avec l’Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV) le Réseau Français des Conservatoires de Vigne, qui réunit plus de trente partenaires professionnels. Il participe par ailleurs à des programmes de recherche au niveau national, européen et international.

Depuis 140 ans, cette collection n’a cessé d’être enrichie par des dons (anciennes collections locales, viticulteurs, pépiniéristes, amateurs, etc.) ainsi que par diverses prospections réalisées en France avec les partenaires régionaux et à l’étranger par des scientifiques ou grâce à des instituts de recherche. Une impulsion déterminante fut donnée à l’acquisition, la description et l’identification rigoureuse de nombreux cépages par Paul Truel qui en fut le directeur de 1954 à 1985.

Le conservatoire est aujourd’hui composé de vignes provenant de 54 pays viticoles, représentant : 2 700 cépages, 350 lambrusques, 1 100 hybrides interspécifiques, 400 porte-greffes et 60 espèces de Vitacées. Cette richesse et cette diversité en font une collection ampélographique unique au monde.

Les vignes conservées sont caractérisées d’un point de vue morphologique, phénologique, agronomique, technologique, sanitaire, génétique et bibliographique. L’objectif de ces études est d’identifier les variétés et d’apprécier au mieux leur potentiel pour répondre aux demandes des scientifiques, des sélectionneurs, des professionnels de la filière viti-vinicole et du public amateur. Il en résulte un fonds documentaire original composé de dossiers variétaux (plus de 5 000), d’herbiers (plus de 14 000 dossiers), d’une bibliothèque spécialisée, d’une photothèque (50 000 clichés) et d’une base de données informatisée disponible via l’Internet.

Au niveau scientifique, la collection de Vassal-Montpellier a toujours été adossée à l’unité de recherche en charge des questions de matériel végétal vigne de Montpellier (aujourd’hui l’équipe AGAP-DAAV). Cet encadrement scientifique se traduit par la présence hebdomadaire sur site des ampélographes animateurs scientifiques du CRB.

Equipe :

Responsable du CRB-Vigne et directrice de l’Unité Expérimentale : Cécile MARCHAL

Animateurs scientifiques : Jean-Michel BOURSIQUOT (l’Institut Agro | Montpellier SupAgro, UMR AGAP) et Thierry LACOMBE (INRAE Montpellier, UMR AGAP)

Techniciens : Antoine AGUADO, Alain ARAGUAS, Sandrine DEDET, David HURTADO, Nicolas LINARES, Stéphanie PATTIER, Lucile PLAZA