La question de la fructification des arbres fruitiers est au cœur des préoccupations des jardiniers, comme l'illustre le cas d'un jardinier à Montreuil-sous-Bois dont les cerisiers fleurissent abondamment sans jamais produire de fruits. Ce phénomène, loin d'être une fatalité, s'explique par les mécanismes biologiques complexes de la pollinisation et de la fécondation. Comprendre ces processus, ainsi que les techniques modernes de multiplication, est essentiel pour assurer la productivité d'un verger.
Les bases de la reproduction sexuée chez les arbres fruitiers
La plupart des espèces fruitières cultivées en métropole, notamment les rosacées fruitières et les petits fruits rouges, portent des fleurs bisexuées. Ces fleurs contiennent tous les organes de la reproduction sexuée : l’étamine (organe mâle) et le pistil (organe femelle). Au sein de l’anthère, partie renflée de l’étamine, les grains de pollen à n chromosomes sont produits après méiose. Dans le pistil, la méiose conduit à la formation du sac embryonnaire où se trouvent les gamètes femelles.
Il existe cependant des variations structurelles selon les espèces. Le noyer et le noisetier sont des espèces monoïques, portant des fleurs mâles et femelles sur le même arbre mais parfois séparées. Le kiwi, quant à lui, est une espèce dioïque, nécessitant un pied mâle et un pied femelle pour la reproduction. La fécondation et la production d’embryons contenus dans les graines, pépins ou noyaux, sont donc nécessaires à la nouaison et au développement du fruit. La nouaison est la phase où la fleur se transforme en fruit ; en terme de biologie, c’est l’ovaire de la fleur qui se transforme lorsqu’il a été fécondé.
Fécondation croisée : le défi de l'autostérilité
Les espèces fruitières présentent des types de fécondation différents. Le pêcher et les variétés anciennes d’abricotier sont autofertiles, ce qui signifie que les gamètes mâle et femelle produits par les fleurs du même arbre s’unissent par autofécondation. À l’inverse, d’autres rosacées fruitières, comme le cerisier, sont autostériles : la fécondation croisée est alors nécessaire. Elle implique la plantation au minimum de deux variétés dans le même verger qui vont s’inter-polliniser, du fait de leur compatibilité pollinique préalablement établie.
Dans ces conditions, chacune des deux variétés portera des fruits grâce à la fécondation par le pollen de l’autre variété. C’est ainsi que l’arboriculteur doit connaître les variétés qui sont inter-compatibles, afin d’assurer une bonne production de son verger. La première règle de pollinisation est que si un arbre est autostérile, une autre copie de ce même arbre ne peut être son pollinisateur. Puisque les deux arbres sont génétiquement identiques, ils sont l’équivalent d’avoir un plus grand arbre unique. Par ailleurs, deux types d’arbres fruitiers complètement différents ne se polliniseront pas l’un l’autre. Seul un pommier peut polliniser d’autres pommiers.
Le rôle crucial des insectes pollinisateurs
Les grains de pollen peuvent être transportés par le vent, mais la pollinisation est surtout assurée par les insectes, principalement abeilles domestiques et bourdons. Nos arbres fruitiers sont des espèces entomophiles, cela signifie que ce sont les insectes qui assurent la plus grande partie du transport du pollen. Les abeilles, notamment, jouent un rôle essentiel dans la pollinisation. 35% de ce que nous consommons dépend de la pollinisation par les insectes !
Une abeille qui récolte du nectar et du pollen sur la fleur d’une plante - en l’occurrence sur un arbre fruitier - voit une partie de l’organe reproducteur de la fleur coller aux poils de son corps. En se déposant sur une autre fleur, une partie du pollen se dépose alors sur le stigmate ou le bout du pistil. Pour encourager la biodiversité, donc pour attirer les insectes dans le jardin, il existe une grande variété de méthodes. Installer des plantes indigènes est un très bon moyen de favoriser la présence d’insectes pollinisateurs au jardin.
Vergers écoresponsables : la pollinisation et le rôle des abeilles
Contrôle génétique et compatibilité des variétés
La pollinisation est contrôlée génétiquement par une région spécifique du génome (locus S) comportant au moins deux gènes liés, exprimés au niveau du pistil (♀) et du pollen (♂). L’étude de la compatibilité des variétés est donc cruciale pour la conception de vergers productifs. Chaque variété porte deux allèles, baptisés de différents numéros ou lettres : S1, S2… Plus de 30 allèles d’auto-incompatibilité ont été décrits ; les variétés portant deux allèles identiques sont inter-incompatibles, tandis que les variétés portant au moins un allèle différent sont inter-compatibles.
Un allèle d’auto-compatibilité a par ailleurs été décrit ; il provient d’une insertion dans un des gènes du locus S. Le pommier, par exemple, est allogame : l’espèce présente une auto-incompatibilité pollinique empêchant l’auto-fertilisation via un mécanisme de reconnaissance pollen-pistil qui inhibe sélectivement la croissance des tubes polliniques reconnus par le pistil comme ‘self’.
Innovations en multiplication in vitro
Au-delà de la pollinisation naturelle, la recherche agronomique utilise des techniques avancées pour améliorer la production. Le Centre R&D de VEGEPOLYS VALLEY, par exemple, accompagne le développement de solutions de production in vitro. C’est un processus qui se décline en quatre étapes quelle que soit l'espèce, se déroulant souvent en chambres de culture sous température et éclairage artificiels contrôlés.
La polyploïdisation fait partie des phénomènes naturels et spontanés impliqués dans l’évolution des plantes. Chez le pommier, la majorité des cultivars est diploïde, mais certains sont triploïdes ou tétraploïdes. La polyploïdisation est possible in vivo ou in vitro. Des articles récents rappellent des applications in vitro sur espèces fruitières et ornementales en lien avec une meilleure tolérance au stress hydrique. À partir de 1975, le CTIFL a développé les techniques de multiplication in vitro ou micropropagation, aboutissant en 1976 à la première production de plants de fraisiers sains à destination des pépiniéristes.
Diagnostic moléculaire et santé végétale
L'identification précise des variétés et des pathogènes est désormais facilitée par la biologie moléculaire. Le Centre R&D de VEGEPOLYS VALLEY réalise le sexage (mâle/femelle) via l’analyse de l’ADN de l’arbre ("tests PCR"), à partir de très petits échantillons. Les marqueurs moléculaires permettent une caractérisation rapide, précise, précoce, fiable et économique du matériel végétal.
De plus, le service phytodiagnostic offre une identification ciblée ou globale des pathogènes présents sur les cultures. Bactéries, champignons, virus sont caractérisés et identifiés au niveau du genre et jusqu’à l’espèce par séquençage. Cette expertise complète permet d’identifier champignons, bactéries, virus et nématodes, assurant ainsi la pérennité des vergers et la qualité de la production fruitière face aux menaces biotiques et abiotiques.
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