Participatory plant breeding (PPB) is based on the decentralization of selection in farmers’ fields and their involvement in decision-making at all steps of the breeding scheme. Despite the evidence of its benefits to develop population varieties adapted to diversified and local practices and conditions, such as organic farming, PPB is still not widely used. There is a need to share more broadly how the different programs have overcome scientific, practical, and organizational issues and produced a large number of positive outcomes. Here, we report on a PPB program that started on bread wheat in France in 2006 and has achieved a range of outcomes, from the emergence of new organization among actors, to specific experimental designs and statistical methods developed, and to populations varieties developed and cultivated by farmers. We present the results of a two-year agronomic evaluation of the first population varieties developed within this PPB program compared to two commercial varieties currently grown in organic agriculture. We found that several PPB varieties were of great agronomic interest, combining relatively good performance even under the most favorable conditions of organic agriculture and good robustness, i.e., the ability to maintain productivity under more constraining conditions. The PPB varieties also tended to show a good temporal dynamic stability and appeared promising for the farmers involved.

Plant domestication can be viewed as a form of co‐evolved interspecific mutualism between humans and crops for the benefit of the two partners. Here, we ask how this plant–human mutualism has, in turn, impacted beneficial interactions within crop species, between crop species, and between crops and their associated microbial partners. We focus on beneficial interactions resulting from three main mechanisms that can be promoted by manipulating genetic diversity in agrosystems: niche partitioning, facilitation, and kin selection. We show that a combination of factors has impacted either directly or indirectly plant–plant interactions during domestication and breeding, with a trend toward reduced benefits arising from niche partitioning and facilitation. Such factors include marked decrease of molecular and functional diversity of crops and other organisms present in the agroecosystem, mass selection, and increased use of chemical inputs. For example, the latter has likely contributed to the relaxation of selection pressures on nutrient‐mobilizing traits such as those associated to root exudation and plant nutrient exchanges via microbial partners. In contrast, we show that beneficial interactions arising from kin selection have likely been promoted since the advent of modern breeding. We highlight several issues that need further investigation such as whether crop phenotypic plasticity has evolved and could trigger beneficial interactions in crops, and whether human‐mediated selection has impacted cooperation via kin recognition. Finally, we discuss how plant breeding and agricultural practices can help promoting beneficial interactions within and between species in the context of agroecology where the mobilization of diversity and complexity of crop interactions is viewed as a keystone of agroecosystem sustainability.

Les mélanges de variétés de céréales connaissent un regain d’intérêt récent, mais les méthodes pour évaluer et sélectionner des variétés sur l’aptitude au mélange ainsi que pour la conception des mélanges restent peu développées. Il a été montré que les performances de génotypes en culture pure pouvaient différer significativement de leurs performances en mélange, rendant la prédiction des performances de mélanges difficile. Mais évaluer tous les mélanges possibles entre génotypes devient techniquement impossible pour de larges panels. Ainsi, des méthodes expérimentales et statistiques sont nécessaires pour identifier les génotypes qui présentent les meilleures aptitudes au mélange, et pour prédire les meilleures combinaisons de génotypes, à partir de l’observation d’un nombre limité de mélanges.Dans une première partie, nous avons d’abord synthétisé les différentes méthodes proposées dans la littérature pour étudier les interactions plante-plante, en distinguant i) celles basées sur les performances des mélanges, permettant d’estimer des Aptitudes Générale et Spécifique au Mélange, ii) celles où les performances de chaque génotype en mélange sont accessibles, permettant d’estimer des effets Producteur et Associé. Nous avons ensuite proposé un cadre statistique basé sur des modèles mixtes pour estimer l’aptitude au mélange dans des dispositifs incomplets. Ces modèles d’Aptitude au Mélange et le modèle Producteur-Associés ont été appliqués à un panel diversifié de génotypes de blé tendre d’hiver observé dans différents dispositifs expérimentaux, révélant des interactions entre plantes de génotypes différents. Puis, les capacités de ces dispositifs et modèles à prédire les performances de mélanges de validation ont été comparées. Nous avons finalement discuté l’application de ces cadres méthodologiques à l’évaluation de l’aptitude au mélange et la possibilité de les intégrer dans des programmes de sélection.Dans une seconde partie, nous avons réalisé une synthèse bibliographique pour proposer des règles d’association afin de mieux assembler les traits reliés aux interactions entre variétés, et concevoir des idéotypes de mélanges qui favorisent les complémentarités inter-variétés. Lors d’ateliers participatifs impliquant des agriculteurs biologiques, ces règles ont ensuite été validées, infirmées, ou complétées, puis utilisées pour la conception d’idéotypes de mélanges qui correspondent aux pratiques et aux environnements des agriculteurs. Les mélanges conçus sur la base de ces règles ont ensuite été évalués à la ferme sur des critères agronomiques et sur les besoins spécifiques des agriculteurs. Les deux approches complémentaires de la thèse révèlent la possibilité de développer des mélanges variétaux localement adaptés.