Découverte de gène booste rendements blé, résistance climat
Les scientifiques ont découvert de nouvelles informations sur le rôle d’un gène de blé bien connu, Photopériode-1 (Ppd-1), qui affecte le rendement du blé. Cette connaissance pourrait améliorer la productivité agricole et aider les cultures de blé à s’adapter aux changements climatiques dans les principales régions de production de céréales.
Ppd-1 est couramment utilisé par les sélectionneurs pour garantir que le blé fleurisse et produise du grain plus tôt dans la saison, évitant ainsi les conditions estivales rigoureuses. Le Dr Scott Boden, chercheur principal à l’École d’agriculture, d’alimentation et de vin de l’Université d’Adélaïde, explique : « Photopériode-1 a considérablement amélioré les variétés dans des régions comme l’Australie, l’Inde et le sud de l’Europe ».
Cependant, les lignées à floraison précoce peuvent parfois produire moins de grain en raison de changements dans leur structure florale, ou épi. Cette étude visait à comprendre l’effet de Ppd-1 sur l’épi en développement en examinant les voies moléculaires qu’il contrôle, en particulier lors de la formation des épillets porteurs de grain, a déclaré Boden à Cosmos.
« Nos recherches offrent de nouvelles cibles aux sélectionneurs pour améliorer le potentiel de rendement ou pour synchroniser la floraison avec des conditions favorables, ce qui sera de plus en plus important à mesure que le climat continue de changer », a ajouté Boden.
Essais sur le Terrain pour Tester le Blé Édité Génétiquement
L’équipe de recherche de Boden fait avancer ses travaux grâce à des essais sur le terrain dans l’Enclos de Recherche de l’Université pour tester les performances des lignées éditées génétiquement dans des conditions réelles.
Par coïncidence, des chercheurs allemands ont trouvé un effet similaire du facteur de transcription ALOG1 chez l’orge, offrant des perspectives intéressantes sur l’évolution des inflorescences plus simples chez le blé et l’orge par rapport aux motifs plus ramifiés observés chez le riz et le maïs.
En tant que plus grand exportateur de blé au monde, l’Australie a produit un record de 36,2 millions de tonnes en 2022.
“Le blé fournit 20 % des calories et des protéines de l’alimentation humaine. Pour assurer la sécurité alimentaire d’une population mondiale croissante, les scientifiques et les sélectionneurs doivent augmenter le rendement en grain de blé de 60 à 70 % d’ici 2050,” a expliqué Boden.
Notre étude est cruciale car elle identifie des gènes cibles pouvant être utilisés avec des technologies modernes telles que la transformation et l’édition de gènes pour créer une nouvelle diversité et améliorer la productivité des cultures.
“Nous nous attendons à ce que nos recherches découvrent plus de gènes contrôlant le développement des épillets et des fleurons chez le blé, aidant ainsi les stratégies visant à augmenter le potentiel de rendement.”
Boden et son équipe travaillent sur ce projet depuis environ sept ans, partageant leurs efforts entre Adelaide et le Centre John Innes au Royaume-Uni, où Boden travaillait auparavant.
Les résultats devraient bénéficier à toutes les variétés de blé
Il a souligné la pertinence mondiale de leurs recherches : Les connaissances acquises devraient s’appliquer à toutes les variétés de blé. L’une des lignées que nous avons utilisées comprend une variante de Photopériode-1 courante dans l’élevage australien, de sorte que de nombreuses découvertes devraient être transférables à des variétés locales.
« Nous prévoyons également que la recherche bénéficiera aux sélectionneurs du monde entier, en particulier dans des pays comme l’Inde, le Pakistan, le Mexique et la Chine, où les sélectionneurs utilisent couramment la variation de Photopériode-1 pour modifier le temps de floraison. »
Les avancées fondamentales de la recherche pourraient bénéficier aux agriculteurs dans 5 à 7 ans, bien que le calendrier exact soit incertain, comme c’est souvent le cas avec la science fondamentale.
« Il n’est pas clair comment cela s’appliquera directement aux agriculteurs », déclare Boden.
Sur le plan commercial, les chercheurs ont utilisé la technique d’édition de gènes CRISPR/Cas9 pour créer les lignées mutantes qui vérifient la fonction génique, de sorte que la libération de ces semences pourrait nécessiter des licences si des analyses supplémentaires démontrent leur bénéfice pour les agriculteurs.
« Pour le travail sur l’expression génique, cependant, nous pensons que les résultats pourraient immédiatement bénéficier aux sélectionneurs en identifiant les gènes à cibler dans les programmes d’élevage pour améliorer la fertilité.
« Nous nous attendons également à ce que nos découvertes aident d’autres chercheurs sur le blé à identifier les gènes qui contrôlent les caractéristiques clés liées au rendement, avec des avantages potentiels pour les agriculteurs dans les 5 à 10 prochaines années.
Potentiel d’Augmentation du Rendement en Grains et Sortie Future
“Cette année, nous menons un essai sur le terrain avec des OGM pour déterminer si la lignée mutante améliore le rendement en grains. En cas de succès, nous intégrerons ces modifications dans des lignées d’élite, qui pourraient être commercialisées dans 5 à 7 ans, en fonction des exigences de licence pour CRISPR.”
Cette compréhension génétique du blé intervient à un moment crucial où les agriculteurs s’adaptent au changement climatique causé par les gaz à effet de serre et les émissions de combustibles fossiles.
“Le temps de floraison est crucial pour les agriculteurs ; les lignées à floraison précoce risquent les dommages causés par le gel, tandis que les lignées à floraison tardive sont confrontées à la chaleur et à la sécheresse en fin de saison,” explique Boden.
“Nous prévoyons que la période de floraison optimale traditionnelle se décalera avec le climat, nécessitant de nouvelles variétés offrant aux agriculteurs différentes stratégies de semis et de floraison. Une des lignées identifiées ici pourrait soutenir de nouvelles stratégies de floraison, notamment dans les systèmes de cultures multiples.”
Lisez l’article original sur : Cosmos
Pour en savoir plus : Major Meta-Study Confirms the Effectiveness of Carbon Pricing
