Pinus pinaster

Photo JM Gion, CIRAD

Le Pin maritime est une composante majeure de la sylviculture française, où il représente 1,5 million d’hectares, soit 10% de la surface forestière nationale. Avec une productivité moyenne de 9m³/ha/an, il représente 30% de la production nationale de bois de résineux. En dehors du massif aquitain (environ 1 million d’1ha), on le retrouve dans l’ouest (Poitou-Charentes, Vendée, Sarthe, Basse-Normandie), en région Centre (forêt d’Orléans, Sologne), ainsi qu’en zone méditerranéenne (Cévennes, Corbières, Var, Alpes maritimes, Corse). En Aquitaine, il a non seulement un intérêt écologique (région française au taux de boisement le plus élevé) mais aussi un poids économique indiscutable, avec 30 000 emplois directs, générant un chiffre d’affaire équivalent à celui des vins de Bordeaux. La forêt de pin maritime joue également un rôle clé dans l’aménagement du territoire rural. L’articulation entre la ressource et l’industrie se situe en couplage. Ceci se traduit au niveau de la recherche par une forte composante en génie des matériaux et en génétique, deux disciplines développées au sein du site de recherche Forêt-Bois de Bordeaux-Pierroton.

Les activités de recherche qui s’appuient sur les ressources génomiques produites dans cadre du projet ForEST et déjà existantes visent à identifier les gènes impliqués dans le contrôle génétique de la qualité du bois et dans l’adaptation du pin maritime à un déficit d’alimentation en eau.

La qualité du bois

Les industriels aquitains de la filière forêt-bois-papier ont à leur disposition une matière première, le bois, dont les caractéristiques chimiques et technologiques ne répondent pas toujours à leurs attentes. Ainsi, si l’objectif affiché de la recherche était et reste encore d’augmenter le rendement en bois, les efforts de la sélection s’orientent aujourd’hui vers la qualité. Les mesures des propriétés du bois sont excessivement coûteuses et laborieuses, et il est difficilement envisageable de les utiliser en sélection vue les contraintes imposées par un programme d’amélioration (nécessité de milliers de mesures). La sélection par marqueurs (SAM) prend ici toute son importance. Les espèces forestières étant allogames et peu domestiquées, l’application de la SAM au niveau de la population doit faire face à l’absence probable de déséquilibre de liaison physique entre allèles aux marqueurs et allèles aux QTL. La recherche des gènes directement impliqués dans l’expression des caractères d’intérêt est donc un passage obligé. Il s’agirait alors de choisir (tri moléculaire peu coûteux et précoce) dans les collections de génotypes d’élites déjà sélectionnés pour la vigueur, ceux qui possèdent les formes favorables au niveau des gènes contrôlant les caractères d’intérêt, en vue de la création rapide de variétés à hautes performances technologiques. Les caractères cibles de l’amélioration sont :

• le taux de lignine et de cellulose et les caractéristiques morphologiques des fibres, qui conditionnent l’efficacité et la rentabilité des process papetiers,
• les propriétés technologiques des fibres et des agrégats pour les composites à base de bois (panneaux en particulier) et
• le module d’élasticité pour une utilisation en bois d’œuvre.

Ce programme de recherches répond non seulement à un besoin de connaissances scientifiques pures sur les mécanismes moléculaires intervenant dans la formation du bois, mais vise également un besoin économique régional.

L’eau et le bois

L’alimentation en eau constitue le principal facteur limitant la croissance, voire de la survie des plantes. A titre d’exemple, un pin maritime consomme de l’ordre de 800 à 900 litres d’eau pour produire un kg de bois ! Soit 400 m³ d’eau pour 1 m³ de bois. Or nous savons maintenant que les modifications du climat vont entraîner dans les 50 à 100 années à venir une baisse significative des précipitations et une augmentation de la température estivale dans toute la moitié sud de la France. Il est donc vraisemblable que dans un proche avenir les plantes disposeront de moins d’eau qu’au début du siècle. 50 ans, c’est justement l’échelle de temps qui correspond à la durée de vie d’une forêt de pin maritime, depuis sa plantation jusqu’à la coupe d’exploitation. Il est donc important de savoir si ces organismes pourront faire face à des brusques changements climatiques ; en d’autres termes si les variétés améliorées que l’on plante aujourd’hui pourront maintenir le niveau actuel de productivité dans un milieu plus pauvre en eau, et tolérer des épisodes de sécheresse intense. En calant les modèles d’évolution future du climat sur le tableau de bord du fonctionnement de la forêt, les écophysiologistes prédisent déjà une chute de la productivité de la forêt de pin maritime (surtout dans la partie est du massif Aquitain) dès les années 2040. Les chercheurs qui étudient les facteurs génétiques de l’utilisation de l’eau par les arbres, ont par ailleurs montré que pour une même quantité d’eau consommée, tous les arbres ne produisaient pas la même quantité de bois. Il semble donc possible d’utiliser cette variabilité, pour adapter nos forêt à un climat plus sec, en particulier en créant des variétés améliorées qui pourront maintenir une croissance raisonnable tout en économisant l’eau, garantissant ainsi la durabilité et la compétitivité future du secteur forêt-bois-papier.

Avec le soutien du Genoscope (projet ForEST), les biologistes moléculaires de l’INRA ont entrepris depuis peu le décodage d’une partie du génome du pin maritime en se focalisant plus spécifiquement sur les gènes qui contrôle la réponse des arbres à la sécheresse. Il s’agit d’une part de comprendre les mécanismes intimes (au niveau physio-moléculaire) mis en place par le pin pour résister à un manque d’eau plus ou moins prononcé, et d’autre part d’étudier la diversité naturelle qui existe au niveau de l’ADN pour aider les généticiens à repérer des arbres mieux adaptés aux objectifs de production en condition de sécheresse.