Genome-wide genotyping data renew knowledge on genetic diversity of a worldwide alfalfa collection and give insights on genetic control of phenology traits

China’s and Europe’s dependence on imported protein is a threat to the food self-sufficiency of these regions. It could be solved by growing more legumes, including alfalfa that is the highest protein producer under temperate climate. To create productive and high-value varieties, the use of large genetic diversity combined with genomic evaluation could improve current breeding programs. To study alfalfa diversity, we have used a set of 395 alfalfa accessions (i.e. populations), mainly from Europe, North and South America and China, with fall dormancy ranging from 3 to 7 on a scale of 11. Five breeders provided materials (617 accessions) that were compared to the 400 accessions. All accessions were genotyped using Genotyping-by-Sequencing (GBS) to obtain SNP allele frequency. These genomic data were used to describe genetic diversity and identify genetic groups. The accessions were phenotyped for phenology traits (fall dormancy and flowering date) at two locations (Lusignan in France, Novi Sad in Serbia) from 2018 to 2021. The QTL were detected by a Multi-Locus Mixed Model (mlmm). Subsequently, the quality of the genomic prediction for each trait was assessed. Cross-validation was used to assess the quality of prediction by testing GBLUP, Bayesian Ridge Regression (BRR), and Bayesian Lasso methods. A genetic structure with seven groups was found. Most of these groups were related to the geographical origin of the accessions and showed that European and American material is genetically distinct from Chinese material. Several QTL associated with fall dormancy were found and most of these were linked to genes. In our study, the infinitesimal methods showed a higher prediction quality than the Bayesian Lasso, and the genomic prediction achieved high (>0.75) predicting abilities in some cases. Our results are encouraging for alfalfa breeding by showing that it is possible to achieve high genomic prediction quality

High-Throughput Genome-Wide Genotyping To Optimize the Use of Natural Genetic Resources in the Grassland Species Perennial Ryegrass (Lolium perenne L.)

The natural genetic diversity of agricultural species is an essential genetic resource for breeding programs aiming to improve their ecosystem and production services. A large natural ecotype diversity is usually available for most grassland species. This could be used to recombine natural climatic adaptations and agronomic value to create improved populations of grassland species adapted to future regional climates. However describing natural genetic resources can be long and costly. Molecular markers may provide useful information to help this task. This opportunity was investigated for Lolium perenne L., using a set of 385 accessions from the natural diversity of this species collected right across Europe and provided by genebanks of several countries. For each of these populations, genotyping provided the allele frequencies of 189,781 SNP markers. GWAS were implemented for over 30 agronomic and/or putatively adaptive traits recorded in three climatically contrasted locations (France, Belgium, Germany). Significant associations were detected for hundreds of markers despite a strong confounding effect of the genetic background; most of them pertained to phenology traits. It is likely that genetic variability in these traits has had an important contribution to environmental adaptation and ecotype differentiation. Genomic prediction models calibrated using natural diversity were found to be highly effective to describe natural populations for almost all traits as well as commercial synthetic populations for some important traits such as disease resistance, spring growth or phenological traits. These results will certainly be valuable information to help the use of natural genetic resources of other species

Genetic variation of maize silage ingestibility in dairy cattle

During a three-year experiment, twelve registered or experimental maize hybrids were investigated for their ingestibility in dairy cows. Their digestibility values in sheep were also available from simultaneous experiments. Significant intake differences were observed between maize hybrids, ranging from 14.4 to 17.9 kg$\cdot$cow$^{-1}$$\cdot$day$^{-1}$. The highest intake was observed for the bm3 hybrid. Among normal hybrids, DK265 had a higher ingestibility than other hybrids. However, two recently registered hybrids and an experimental hybrid had only little lower values of intake than DK265. In vivo NDF digestibility explained about 50% of the intake variation (bm3 hybrid excluded), but in vitro cell wall digestibility (DINAGZ) explained only 25% of the intake in similar conditions. Ingestibility variation were probably related to both rate of cell wall degradation and friability traits, that are not relevantly measured through usual digestibility or lignin content estimates.Variabilité génétique de l'ingestibilité du maïs ensilage mesurée sur des vaches laitières. L'ingestibilité de douze hybrides de maïs, inscrits ou expérimentaux, a été étudiée sur vaches laitières au cours d'une expérimentation répartie sur trois années consécutives. Leurs valeurs de digestibilité sur moutons étaient également disponibles à partir d'expérimentations simultanées aux mesures sur vaches laitières. Des différences significatives d'ingestibilité ont été observées entre hybrides, comprises entre 14.4 et 17.9 kg$\cdot$vache$^{-1}$$\cdot$jour$^{-1}$, l'hybride bm3 ayant la valeur la plus élevée. Au sein des hybrides normaux, DK265 avait une ingestibilité supérieure aux autres hybrides, mais un hybride récemment inscrit et un hybride expérimental avaient des valeurs d'ingestibilité proches. La digestibilité in vivo du NDF expliquait environ 50 % de la variabilité observée pour l'ingestibilité (hybride bm3 exclu), mais la digestibilité in vitro des parois estimée par le critère DINAGZ n'en expliquait dans les mêmes conditions que 25 %. La variabilité de l'ingestibilité est très probablement à relier autant à des caractéristiques de vitesse de dégradation et de friabilité des parois, non évaluées à travers les critères classiques, qu'à la digestibilité des parois proprement dite

Mieux comprendre les dynamiques d'évolution des légumineuses dans les associations et les prairies multi-espèces

L’utilisation des légumineuses en association avec des graminées est une pratique courante des éleveurs pour bénéficier de la capacité des légumineuses à fixer l’azote atmosphérique et ainsi diminuer, voire supprimer, les apports d’engrais azotés sur leurs prairies. Dans les associations binaires, une légumineuse est associée à une graminée, alors que dans les prairies multi-espèces, de plus en plus utilisées, une ou plusieurs légumineuses sont semées avec plusieurs graminées. Comprendre les dynamiques d’évolution des légumineuses dans le temps lorsqu’elles sont associées à des graminées est un enjeu important pour mieux composer demain les mélanges prairiaux adaptés à la diversité des conditions pédoclimatiques françaises. [br/] Des essais, conduits par la Recherche et le Développement dans plusieurs régions françaises depuis le début des années 2000, permettent aujourd’hui d’apporter des informations nouvelles sur ces dynamiques d’évolution. Le choix d’espèces adaptées aux types de sol, aux conditions climatiques et au mode d’exploitation dominant est primordial pour obtenir des prairies d’associations et multi-espèces productives en quantité et en qualité, et pérennes. Même si certaines espèces comme la luzerne, le trèfle violet ou le trèfle blanc finissent par devenir dominantes, selon leur agressivité et leur rapidité d’installation, et entraîner la disparition des autres légumineuses dominées sur un laps de temps plus ou moins long, ces légumineuses dominantes sont toutefois indispensables pour apporter la productivité attendue par les éleveurs.[br/] Par exemple, la complémentarité de la luzerne et du trèfle violet en fauche est à la base de prairies multiespèces productives en MS et en MAT/ha, pour une durée de 4 à 5 ans, bien adaptées pour la région allaitante séchante du nord du Massif Central, y compris en agriculture biologique. De même, en région Rhône-Alpes et pour des sols calcaires, la pérennité du sainfoin le rend intéressant pour sécuriser les systèmes fourragers dans un contexte d’aléas et de réchauffement climatiques. A l’inverse, certaines espèces très peu concurrentielles telles que le lotier corniculé, ne se développent qu’en l’absence d’espèces plus agressives comme les légumineuses précédentes, ou des graminées comme le dactyle.[br/] L’impact des doses de semis des légumineuses sur leur développement futur et leur maitien dans les prairies d’associations et multi-espèces semble être faible en regard du choix des espèces à associer. Une question importante subsiste cependant encore aujourd’hui quant à l’influence de la variété, ou du type variétal, des espèces semées sur ces dynamiques d’évolution des légumineuses en mélange

An approach of the quality of perennial ryegrass cultivars under stock pilling management

National audienc