Nouveaux hybrides de raisin : les chercheurs réunissent muscadines et vitis vinifera

De même, Vitis vinifera - l'espèce que la plupart des gens consomment comme raisin de table et boivent sous forme de vin - possède de nombreuses caractéristiques souhaitables pour les muscadines, comme une peau plus fine, une texture plus croustillante et l'absence de pépins. Il est difficile de combiner avec succès les caractéristiques de ces deux espèces de raisin en raison du nombre différent de chromosomes de base.

Grâce à une subvention de 7 millions de dollars de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du ministère américain de l'agriculture, une équipe de 32 personnes provenant de tout le pays travaille à la combinaison de ces deux espèces de raisin et à l'amélioration de cette culture fruitière très prisée. En 2022, les États-Unis comptaient près d'un million d'acres de terres viticoles produisant des raisins pour les marchés du frais et de la transformation, pour une valeur de 6,5 milliards de dollars.

La conférence "Through the Grapevine : Developing Vitis x Muscadinia Wide Hybrids for Enhanced Disease Resistance and Quality" réunit des scientifiques de 12 institutions. Les efforts de recherche et de vulgarisation seront intégrés dans le cadre de collaborations avec des partenaires industriels, dont 14 membres du conseil consultatif et 38 parties prenantes. Le projet quadriennal Specialty Crop Research Initiative fait partie d'un investissement de 70,4 millions de dollars récemment annoncé par l'USDA-NIFA pour soutenir la recherche sur la production de cultures spécialisées dans tout le pays.

Baptisé VxM(Vitis x Muscadinia), le projet est codirigé par Renee Threlfall et Margaret Worthington de la station expérimentale agricole de l'Arkansas, l'organe de recherche de la division de l'agriculture du système de l'université de l'Arkansas. Les autres membres de l'équipe du projet viennent de l'université de Californie-Davis, de l'université de Clemson, de l'université Cornell, de l'université Florida A&M, de l'université de Floride, de l'université de Géorgie, de l'université du Kentucky, de l'université de l'État du Mississippi, de l'université de l'État de Caroline du Nord, de l'université Texas A&M et du service de recherche agricole de l'USDA.

Une décennie de travail

"Cela fait dix ans que l'on travaille sur ce projet, que l'on attend les bons partenaires pour former cette équipe", a déclaré M. Threlfall, professeur agrégé d'œnologie et de viticulture au département des sciences de l'alimentation. "Beaucoup de planification et de collaboration ont permis de faire de cette opportunité un succès. Notre objectif est d'introduire des cultivars résistants aux maladies et d'améliorer la qualité des fruits, afin d'accroître la résilience de l'industrie viticole américaine.

Outre l'établissement de relations avec les partenaires du projet dans tout le pays au cours de la dernière décennie, M. Threlfall a déclaré que M. Worthington, professeur agrégé d'horticulture et directeur du programme de sélection des fruits de l'Arkansas pour la station d'expérimentation, est une personne clé qui a rendu le projet possible.

Worthington, originaire de Caroline du Nord, est un fan inconditionnel de muscadine, ayant grandi dans une famille et une communauté qui les considéraient comme "très appréciées" et comme un régal lors de la récolte. Contrairement à ce qui se passe dans la plupart du pays, les muscadines étaient disponibles dans son épicerie locale. Mme Worthington a déclaré qu'elle souhaitait apprivoiser ce raisin indigène spécial afin de le rendre plus attrayant pour les viticulteurs et les consommateurs.

Les efforts de sélection entre Vitis et Muscadinia pour créer de larges hybrides ont déjà commencé en Europe et aux États-Unis, a indiqué Mme Threlfall, ce qui a donné naissance à de nouveaux cultivars de raisin. Certains ont des attributs de Vitis, d' autres de Muscadinia, mais de nombreux cultivars ont des attributs des deux.

Les nouvelles variétés de raisin de table comme Candy Hearts™ et Cotton Candy™ montrent que les consommateurs sont enthousiastes à l'idée de nouvelles saveurs audacieuses pour les fruits, note Worthington. Mais la génétique de la résistance aux maladies fait défaut aux raisins Vitis, et il reste encore du travail à faire pour rendre les muscadines plus attrayantes pour une base de consommateurs plus large.

Les muscadines peuvent devenir beaucoup plus grosses que les espèces de Vitis, parfois aussi grosses que des balles de golf, et elles sont cultivées commercialement dans le Sud-Est pour le marché du frais et la transformation en vins, jus et gelées. Par rapport aux espèces de Vitis, les muscadines ont tendance à avoir une peau épaisse, une texture différente, des saveurs fruitées et florales distinctes et des baies contenant de grosses graines. Elles possèdent également 20 chromosomes, soit un de plus que les raisins de table, ce qui complique la reproduction entre ces deux sous-genres, note M. Worthington.

"C'est comme croiser un cheval et un âne... on obtient une mule très stérile", a expliqué M. Worthington. "Lorsque vous croisez des muscadines avec des raisins de cuve, vous obtenez plus de raisins et vous pouvez procéder à des rétrocroisements dans le but d'obtenir un raisin de cuve résistant aux maladies ou une muscadine présentant des caractéristiques améliorées.

Six objectifs

Le projet comprend six équipes axées sur des objectifs précis, à savoir la génétique, la sélection, la pathologie, la qualité, la commercialisation et la production. Threlfall dirige l'équipe chargée de la qualité et Worthington dirige l'équipe chargée de la sélection. L'objectif est de développer de nouveaux hybrides de raisin combinant les meilleurs attributs des muscadines et des raisins à grappes, a déclaré Worthington.

La sélection assistée par marqueurs sera utilisée dans le cadre du projet et permettra d'accélérer le processus traditionnel de sélection du raisin et des plantes. Les scientifiques peuvent examiner les marqueurs génétiques d'une plante afin d'identifier les caractéristiques favorables des plantes avant de procéder aux essais sur le terrain, qui prennent beaucoup de temps.

Qi Sun, chercheur et codirecteur du centre de bio-informatique de l'université de Cornell, dirige l'équipe de génétique de VxM et souligne le niveau de difficulté de ce projet.

"L'obtention d'hybrides est une pratique courante dans l'amélioration des cultures, mais elle n'est pas toujours aisée en raison de la difficulté à produire des descendances fertiles", a déclaré M. Sun. "Ce projet nous offre une occasion unique d'étudier systématiquement la génétique des hybrides de muscadine et de raisin européen, afin de mieux comprendre les obstacles biologiques au croisement entre ces deux raisins différents et la manière de les surmonter.

"Nous essayons de fournir aux sélectionneurs de raisins davantage de marqueurs génétiques pour qu'ils puissent faire leur travail, en particulier pour la sélection, la génétique et la pathologie", a ajouté M. Threlfall. "L'élément de qualité pour les nouveaux raisins concerne principalement la saveur et la texture, et l'élément de marketing concerne ce que les producteurs et les consommateurs perçoivent. C'est comme si vous inventiez un nouveau fruit et que vous deviez demander au consommateur s'il serait prêt à l'essayer.

Melinda Knuth, professeur adjoint à l'université d'État de Caroline du Nord, dirige l'équipe de marketing. L'industrie de la muscadine pour le marché frais étant largement localisée dans le Sud-Est, cette équipe cherche à savoir ce qu'il faudrait pour susciter un intérêt national pour de nouvelles variétés de raisin et d'autres facteurs clés liés au coût, à la logistique et à la demande des consommateurs.

"Les membres de l'équipe marketing et économique répondront à ces questions en évaluant la chaîne d'approvisionnement, en demandant l'avis des producteurs, en évaluant le succès de l'introduction de types de produits similaires et en jaugeant la demande des consommateurs", a déclaré M. Knuth.

Les caractéristiques de tolérance aux maladies qui peuvent être utiles à l'ensemble de l'industrie viticole et vinicole américaine sont souhaitées en raison des climats difficiles dans les régions viticoles, de l'évolution des agents pathogènes et des marchés de consommation changeants, a déclaré M. Threlfall.

Pourquoi Vitis et Muscadinia?

Les maladies et les ravageurs des plantes entraînent des milliards de dollars de pertes économiques et de coûts de gestion chaque année aux États-Unis. Selon le plan d'action sur les maladies des plantes du service de recherche agricole de l'USDA (USDA-Agricultural Research Service's Plant Disease Action Plan for 2022-2026), l'absence de lutte contre les ravageurs pourrait entraîner la perte de 70 % des rendements des cultures.

Lance Cadle-Davidson, chercheur en phytopathologie à l'USDA-ARS, dirige l'équipe de pathologie de VxM et explique l'importance de poursuivre la recherche sur la résistance aux maladies.

"Les raisins à grappes sont sensibles à de nombreuses maladies auxquelles les muscadines résistent naturellement", explique Lance Cadle-Davidson. "En fait, les deux gènes de résistance les plus utilisés dans la sélection de nouveaux cultivars de raisin de cuve proviennent des muscadines, à partir d'une hybridation réalisée en 1917.

En revanche, ce projet vise à fournir aux sélectionneurs de raisins et de muscadines 10 gènes de résistance aux maladies en seulement quatre ans, ciblant l'oïdium, le mildiou, la pourriture noire et le virus 3 associé à l'enroulement de la vigne.

Élargir les horizons

Mark Hoffmann, professeur associé et spécialiste de la vulgarisation à l'université d'État de Caroline du Nord, dirige l'équipe de production et espère que les résultats ouvriront de nouveaux horizons à la production de raisins.

"Les raisins hybrides ont un grand potentiel, en particulier dans les régions où la production traditionnelle de raisins est difficile et peu rentable", a déclaré M. Hoffman. "Ce projet nous permet d'évaluer le matériel génétique ainsi que les cultivars muscadins et hybrides dans une vaste région du sud des États-Unis et de mettre le potentiel de ces cultivars à la portée des producteurs.

Amanda McWhirt, professeur associé et spécialiste de la vulgarisation fruitière à la division de l'agriculture de l'université de l'Arkansas, et Scott Lafontaine, professeur assistant et chimiste des arômes au Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences, travaillent également sur le projet VxM. McWhirt fait partie de l'équipe de production de huit personnes dirigée par Hoffmann et Lafontaine fait partie de l'équipe de qualité de six personnes dirigée par Threlfall.

Ces travaux sont soutenus par l'Initiative de recherche sur les cultures spécialisées, projet n° 2024-51181-43236, de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du ministère américain de l'agriculture.

La mention de noms de produits par la division de l'agriculture du système de l'université de l'Arkansas n'implique pas leur approbation.