Historiquement, les sélectionneurs se sont concentrés sur le rendement, la qualité des tubercules et la résistance aux maladies pendant le développement des cultivars. Les progrès vers le développement de cultivars résistants aux maladies ont été récemment passés en revue, ce sujet ne sera donc pas abordé ici (Jansky, 2000). Un ensemble complexe de caractéristiques de qualité externes et internes est requis pour les pommes de terre destinées au marché frais et à la transformation. Les caractéristiques de qualité externe comprennent la taille et la forme des tubercules, la profondeur des yeux, la couleur de la peau et l’absence de taches dues aux meurtrissures et aux maladies. Ces caractéristiques sont particulièrement importantes pour les pommes de terre destinées au marché du frais, mais elles peuvent également avoir une incidence sur la qualité de la transformation. La qualité interne comprend la teneur en matière sèche, la qualité nutritionnelle, la saveur, la quantité et la qualité de l’amidon, et l’absence de défauts tels que le cœur creux et la nécrose interne. Ces dernières années, les sélectionneurs se sont de plus en plus intéressés à l’amélioration de la qualité nutritionnelle et de la saveur. Étant donné que les consommateurs de nombreux pays consomment des pommes de terre plus fréquemment et en plus grande quantité que d’autres légumes, toute amélioration de la composition nutritionnelle est susceptible d’entraîner des avantages importants pour la santé. Par conséquent, il existe un potentiel considérable pour développer la pomme de terre en tant qu’aliment fonctionnel présentant des propriétés de promotion de la santé ou de prévention des maladies au-delà de la fonction de base d’apport en nutriments. Ces caractéristiques nécessitent des analyses chimiques complexes et parfois des évaluations sensorielles, ce qui limite actuellement la capacité des sélectionneurs à identifier des phénotypes supérieurs. Un échantillon de traits de qualité est discuté ci-dessous.
Gravité spécifique. La gravité spécifique des tubercules, qui est une mesure de la teneur en matière sèche, est un trait de qualité de transformation essentiel. Les cultivars à forte teneur en matière sèche sont nécessaires pour la production de frites, de chips et d’amidon. L’interaction génotype-environnement pour la gravité spécifique est généralement faible, de sorte que le classement des cultivars ne change pas selon les années et les environnements de production (Killick et Simmonds, 1974). Les héritabilités sont modérées à élevées, ce qui permet de réaliser des gains génétiques en sélectionnant des clones ayant une gravité spécifique élevée (Killick, 1977 ; Tai, 1976 ; Haynes et al., 1989). Une gravité spécifique élevée est souvent notée dans les clones tétraploïdes issus de la polyploïdisation sexuelle dans laquelle le parent diploïde contient des parents sauvages ou cultivés de la pomme de terre (Tai et De Jong, 1991 ; Ortiz et al., 1997 ; Buso et al., 2000).
Acide ascorbique. La pomme de terre est une source alimentaire importante d’acide ascorbique (vitamine C), qui est nécessaire à la formation normale de collagène et qui agit comme un antioxydant. En outre, l’acide ascorbique inhibe le brunissement enzymatique de la chair des tubercules, ce qui prévient un problème important pour l’industrie de transformation de la pomme de terre (Finlay et al., 2003). Les concentrations dans les cultivars varient de 11 à 36 mg par 100 g de tissu de tubercule (Dale et al., 2003 ; Love et al., 2003). L’apport quotidien recommandé aux États-Unis est de 60 mg. Les niveaux d’acide ascorbique diminuent au fil du temps pendant l’entreposage, mais des différences génotypiques dans la capacité à maintenir les niveaux d’acide ascorbique pendant l’entreposage ont été signalées (Davies et coll., 2002 ; Finlay et coll., 2003). Cette qualité est importante car de nombreuses pommes de terre sont consommées après une période de stockage.
Capacité antioxydante. La valeur nutritionnelle des antioxydants dans les cultures maraîchères suscite actuellement un intérêt considérable. Les composés caroténoïdes et phénoliques de la pomme de terre sont de puissants antioxydants (Brown, 2005). Des gènes majeurs pour la production de caroténoïdes et de flavonoïdes ont été identifiés chez la pomme de terre (De Jong, 1991 ; Van Eck et al., 1994). La teneur en caroténoïdes augmente de façon exponentielle avec l’intensité de la couleur jaune de la chair (Lu et al., 2001), il est donc facile de faire une sélection visuelle pour une meilleure qualité nutritionnelle grâce aux caroténoïdes. Les anthocyanines sont responsables des couleurs pourpre et rouge, et peuvent être trouvées à des niveaux suffisamment élevés pour considérer les tubercules de pomme de terre comme des sources de colorants naturels (Jansen et Flamme, 2006). Les antioxydants contenus dans les pommes de terre à chair colorée contribuent également à la résistance aux maladies de la pomme de terre (Wegener et Jansen, 2007). Une capacité antioxydante élevée a été signalée dans les pommes de terre à chair blanche, ce qui indique que les flavonoïdes ou les composés phénoliques incolores peuvent également être importants (Hale, 2003). Les niveaux d’antioxydants sont fortement influencés par l’environnement de production et les conditions de stockage (Reyes et al., 2004 ; Rosenthal et Jansky, 2008). Par conséquent, il est important de distinguer les sources de variation génotypiques et environnementales lors de la sélection pour améliorer la capacité antioxydante.
Une saveur améliorée. La saveur est due à la combinaison du goût, de l’arôme et de la texture. Les pommes de terre crues sont fades, mais deviennent plus savoureuses lorsqu’elles sont chauffées, à la suite de modifications chimiques (Maga, 1994). Bien que la pomme de terre ne soit pas considérée comme ayant une saveur forte, les composants de la saveur sont complexes (Coleman et al., 1981). Les pyrazines sont considérées comme l’un des composants les plus importants et les plus caractéristiques de la saveur des pommes de terre cuites au four (Buttery et al., 1973). Elles sont produites par la réaction non enzymatique de Maillard, dans laquelle les sucres interagissent avec les acides aminés à haute température. Il existe une forte relation positive entre les pyrazines et la qualité organoleptique des pommes de terre cuites au four (Maga et Holm, 1992) et des chips (Maga et Sizer, 1973). Les produits de dégradation de l’ARN, les ribonucléotides 5′, servent de précurseurs aux exhausteurs de goût appelés composés umami. Les tubercules cuits à la vapeur ou à l’eau de cultivars locaux présentant des niveaux plus élevés de glutamate et de guanosine 5′-monophosphate (GMP) que les cultivars de S. tuberosum ont obtenu des scores d’acceptabilité plus élevés dans les tests de goût (Morris et al., 2007). Les ribonucléotides les plus importants pour l’amélioration du goût sont l’inosine 5′-monophosphate (Marcel et al., 2003) et le GMP. Ils sont présents en faibles quantités dans les pommes de terre crues, mais les niveaux augmentent pendant la cuisson car l’ARN est dégradé. Les niveaux et les types de ribonucléotides varient selon les cultivars de pommes de terre (Maga et McNeill, 1986). Cela est probablement dû à des différences dans les activités et les types d’enzymes qui dégradent l’ARN. Un effet synergique est détecté lorsque les ribonucléotides 5′ interagissent avec des acides aminés, notamment le glutamate.
Résistance au sucrage par le froid. La plupart des tubercules de pomme de terre sont stockés pendant un certain temps avant d’être transformés. Lorsqu’ils sont stockés à basse température (<10°C) pour éviter les pertes dues au rétrécissement et aux maladies et pour prévenir la germination, ils subissent un phénomène appelé édulcoration à basse température. Ce phénomène résulte principalement de l’accumulation de sucres réducteurs (glucose et fructose) lors de la dégradation de l’amidon. Ces sucres interagissent avec les acides aminés dans la réaction de Maillard, provoquant des produits frits d’un noir inacceptable (Coffin et al., 1987). Il est souvent possible de réduire les effets du stockage à basse température en reconditionnant les tubercules stockés au froid à des températures plus élevées avant leur transformation. Cela permet de reconvertir une partie des sucres en amidon. Cependant, le reconditionnement n’est pas toujours efficace (Coffin et al., 1987). En utilisant des espèces sauvages apparentées à Solanum, les sélectionneurs ont toutefois pu améliorer les niveaux de résistance au sucrage par le froid dans les clones et les cultivars de sélection (Thill et Peloquin, 1994 ; Hayes et Thill, 2002a, c ; Domanski et al., 2004 ; Hamernik et al., 2009). Des loci quantitatifs ont été identifiés qui sont liés aux gènes codant pour des enzymes dans les voies métaboliques des hydrates de carbone (invertase, saccharose synthase 3, saccharose phosphate synthase, ADP-glucose pyrophosphorylase, transporteur de saccharose 1, et un capteur de saccharose putatif) (Menendez et al., 2002). Il est intéressant de noter que la plupart des QTL pour la teneur en glucose ont été cartographiés aux mêmes positions que ceux pour la teneur en fructose. L’inquiétude récente des consommateurs concernant les niveaux d’acrylamide dans les produits de pommes de terre frites peut être atténuée par la sélection de faibles niveaux de sucres réducteurs. Les acrylamides résultent des interactions entre l’asparagine et les sucres réducteurs au cours de la réaction de Maillard. La concentration en sucres réducteurs étant le facteur limitant de cette réaction, la réduction des sucres réducteurs dans les tubercules devrait permettre de réduire les niveaux d’acrylamides dans les produits finis (Silva et Simon, 2005). La sélection de cultivars ayant de faibles niveaux de précurseurs d’acrylamide peut atténuer les inquiétudes concernant les pommes de terre en tant que sources importantes d’acrylamides (Vivanti et al., 2006).
Teneur en amidon et qualité. La teneur en matière sèche des tubercules de pomme de terre est déterminée en grande partie par la teneur en amidon. La teneur en amidon est particulièrement importante pour l’industrie de la transformation, mais elle présente également un intérêt pour les pommes de terre du marché frais car elle influence la texture. Les cultivars à maturation précoce ne produisent généralement pas autant de matière sèche que les clones à maturation tardive, qui ont plus de temps pour accumuler le photosynthétat. Comme prévu, la teneur en amidon des tubercules semble être un trait polygénique. Des loci quantitatifs influençant la teneur en amidon ont été identifiés sur chacun des 12 chromosomes de la pomme de terre (Chen et al., 2001 ; Gebhardt et al., 2005). On s’intéresse actuellement à la sélection en vue d’augmenter les niveaux d’amylose dans l’amidon de la pomme de terre, car l’amidon à haute teneur en amylose présente des qualités nutritionnelles supérieures. Après la cuisson, une partie de l’amidon à haute teneur en amylose se recristallise pour former de l’amidon dit résistant, qui agit comme une forme de fibre alimentaire (Karlsson et al., 2007). Dans une étude des espèces sauvages de Solanum, une grande variabilité a été trouvée pour la teneur en matière sèche, la teneur en amidon, la teneur en protéines, le pourcentage d’amylose dans l’amidon et le diamètre des granules d’amidon (Jansen et al., 2001). Ces espèces sauvages peuvent être introgressées dans la pomme de terre cultivée comme décrit ci-dessus, fournissant ainsi les moyens d’améliorer d’importants traits de qualité des tubercules.