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Issue
Agronomie
Volume 10, Number 10, 1990
Page(s) 807 - 823
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:19901004
Agronomie 10 (1990) 807-823
DOI: 10.1051/agro:19901004

Agronomic evaluation of a collection of French perennial ryegrass populations: multivariate classification using genotype x environment interactions

G. Charmeta, F. Balfourierb and A. Biona

a  INRA, Station d'Amélioration des Plantes, 63039 Clermont-Ferrand
b  INRA, Domaine Expérimental Fourrager, 61310 Le Pin-au-Haras, France

Abstract - Five hundred and forty-seven natural populations of perennial ryegrass were collected as seeds from all over France in 1983 and 1984, then evaluated at 9 sites in spaced plant nurseries. Ten traits of agronomic interest were observed over a 3-yr life cycle. An analysis of variance of these traits for 3 sites with a complete data set revealed the considerable importance of population x location interactions in the total variation for 6 out of the 10 traits: the susceptibilities and vigor traits. Principal component analyses were carried out on the interaction terms in 8 locations for each trait, which allowed the reduction to 4 as the minimum number of locations required to describe the most important part of interactions. A hierarchical clustering method was thus carried out using adjusted means of the 4 stable traits (absence of vernalisation requirement for flowering, growth habit, aftermath heading and heading date) or phenotypic means of the 6 others (rust susceptibility, frost susceptibility, spring, summer and autumn growth and persistence) in each of the 4 locations retained. A partition into 11 clusters was chosen from the view of the tree, accounting for more than 50% of the inertia. Each cluster was described by the mean of each trait and by its location on the map. One cluster (10) show a good performance in every location compared with control cultivars for every trait which show significant deviation from the general mean, except persistence in one location. Other clusters show more specific adaptation, ie they are above average in only one evaluation site. Good behavior at Mont de Marsan (South France) of the local populations of the surrounding region was observed. The evolutionary implications and usefulness of this type of typology for genetic resource management and plant breeding are discussed.


Résumé - Évaluation agronomique d'une collection de populations françaises pérennes de ray-grass : classification multivariable utilisant les interactions génotype x environnement. Cinq cent quarante sept populations naturelles de ray-grass anglais ont été collectées sous forme de semences en 1983 et 1984, puis évaluées sur l'ensemble du territoire français métropolitain (fig 2) dans le cadre du programme coopératif ACVF-INRA avec le soutien du ministère de la 'Agriculture. Ces populations ont été évaluées en 9 lieux (fig 1) en pépinières de plantes espacées sur lesquelles 10 caractères d'intérêt agronomique ont été observés sur un cycle de 3 ans. Une analyse de variance de ces 10 caractères sur 3 lieux possédant des données complètes (tableau 1) fait apparaître un effet considérable des interactions population x lieu dans la variation totale pour 6 des 10 variables : les sensibilités (rouille couronnée, froid), les vigueurs (printemps, été, automne) et la pérennité. Des analyses en composantes principales ont été réalisées, pour chacune de ces 6 variables, sur les termes d'interactions centrés (tableau II). Ces analyses permettent de ramener de 8 à 4 le nombre de lieux à retenir pour décrire 60-70% de ces interactions en conservant les lieux les plus corrélés aux 2 premières composantes principales (Rodez, Mont-de-Marsan, Bourg-Lastic, le Pin-au-Haras). Les moyennes ajustées sur 4 lieux pour les caractères stables (alternativité, port, remontaison, date d'épiaison) ou les moyennes phénotypiques dans chacun des lieux retenus pour les autres caractères (sensibilité à la rouille et au froid, vigueur au printemps, en été, en automone, persistance) sont présentées (tableau III) en comparaison avec les valeurs de 6 témoins commerciaux. Bien que les populations spontanées présentent en moyenne des performances inférieures aux témoins, leur large étendue de variation permet aux meilleures d'entre elles d'égaler, et souvent de dépasser les témoins pour la plupart des caractères. Les corrélations entre ces 28 variables sont en général assez faibles, sauf pour certaines mesurées dans le même lieu. Confirmant l'importance des interactions, les corrélations pour un même caractère entre différents lieux sont souvent faibles (tableau IV). Une classification ascendante hiérarchique à partir de ces 28 variables conduit à choisir une partition en 11 classes, pour laquelle l'inertie interclasse représente plus de 50% de l'inertie totale. Chaque classe est décrite par la moyenne pour les caractères qui différent significativement de la moyenne générale et par sa localisation géographique. Une des classes (10) présente d'aussi bonnes performances que les témoins dans tous les lieux pour tous les caractères, sauf la persistance dans un des lieux. D'autres classes présentent des adaptations plus spécifiques, c'est-à-dire de meilleures valeurs seulement dans un site d'évaluation. C'est le cas par exemple du bon comportement à Mont de Marsan (Sud-Ouest) des populations de la région environnante. Les implications évolutives et l'utilité d'une telle typologie pour la gestion des ressources génétiques et l'amélioration des plantes sont discutées.


Key words: Lolium perenne L / genetic resources / multivariate clustering / natural population / genotype x environment interaction

Mots clés : Lolium perenne L / ressources génétiques / classification multivariable / population naturelle / interaction genotype x milieu