L'histoire de la domestication et de la sélection de la luzerne : une nouvelle perspective issue de la diversité génétique relative à la germination des graines en fonction de la température et de la scarification

La luzerne (Medicago sativa), une légumineuse fourragère vivace majeure, appartient à un complexe d’espèces comprenant plusieurs sous-espèces dont les populations sont à la fois sauvages et cultivées. La mise en place des peuplements peut être compromise par une germination insuffisante. La scarification des graines, leur détérioration et la température ont une incidence sur la germination. L’objectif de cette étude était d’analyser la diversité génétique de la germination de la luzerne en réponse à trois facteurs : (1) la température, avec sept températures constantes comprises entre 5 et 40 °C, a été testée sur 38 accessions, (2) la scarification des graines a été testée sur les mêmes accessions à 5 et 22 °C, (3) la détérioration des graines a été testée sur deux accessions et deux lots de graines aux sept températures. La dynamique de germination des lots de graines au fil du temps a été modélisée et trois paramètres ont été analysés : la germinabilité (capacité de germination), le taux de germination maximal (pourcentage maximal de graines germinant par unité de temps) et le délai avant la germination de la première graine. La scarification des graines a amélioré la germinabilité aux deux températures et son effet était nettement plus marqué sur les accessions de falcata et de sativa sauvages. L’hypothèse d’une perte incomplète du caractère de dureté des graines au cours de la domestication et de la sélection est avancée, ce qui indique que l’introduction de matériel sauvage dans les programmes de sélection devrait être suivie d’une sélection axée sur la germinabilité sans scarification. Les lots de graines présentant une germinabilité altérée ont affiché un faible taux de germination à des températures extrêmes, tant froides que chaudes, ce qui suggère que des températures modérées sont nécessaires pour favoriser la germination des lots de graines endommagés. Une grande diversité génétique a été mise en évidence concernant la germination (tant la capacité que le taux) en réponse à la température. Toutes les accessions présentaient une germination optimale à 15 ou 22 °C et une germination faible à 40 °C. Les variétés et variétés locales de sativa présentaient un taux de germination élevé entre 5 et 34 °C, tandis que la germination de falcata et des accessions sauvages de sativa était affaiblie respectivement à 5 et 34 °C. Ces différences s’expliquent par une adaptation au climat de leurs régions d’origine géographique, visant à échapper aux risques de gel ou de chaleur/sécheresse. Ces nouvelles découvertes apportent un éclairage sur l’adaptation et la domestication de la luzerne dans sa vaste aire de répartition géographique. Elles suggèrent qu’une amélioration supplémentaire de la germination est nécessaire, en particulier lors de l’introduction de matériel sauvage dans les pools de sélection, afin de supprimer les besoins en scarification et de limiter les différences de réponse à la température.