Les températures accablantes peuvent freiner la croissance et les rendements de plusieurs cultures céréalières, dont le riz, qui est consommé par quelque 3,5 milliards de personnes dans le monde. Bien qu’une grande partie de la recherche sur le stress thermique ait étudié ses effets sur la quantité, il peut également dégrader la qualité du grain. Le stress thermique est particulièrement connu pour introduire de la craie à l’intérieur d’une graine de riz, ce qui, en compliquant le processus de mouture et en rendant le grain moins appétissant pour les consommateurs, fait également baisser son prix sur le marché.
Pourtant, les chercheurs en savent moins sur les contributeurs génétiques à cette craie due au stress – et sur la façon de la contrer – qu’ils ne produisent et sur d’autres résultats.
Harkamal Walia et ses collègues du Nebraska ont récemment cherché à la fois à identifier les gènes liés à la craie et à déterminer un moyen plus rapide et plus efficace de comparer cette craie entre différentes variétés de riz. Les chercheurs ont commencé par exposer 229 plants de riz génétiquement divers à un stress thermique pendant cinq jours, puis ont collecté et scanné les grains de chacun de ces plants.
Avec l’aide de SeedExtractor, un programme d’analyse d’images développé par Husker, l’équipe a découvert que le rapport entre les longueurs d’onde rouges et vertes réfléchies par les graines pouvait aider à estimer la quantité de craie à l’intérieur. Leurs travaux sont publiés dans la revue Frontières en phytologie.
Après avoir incorporé ce rapport rouge-vert dans une analyse génétique des plants de riz, l’équipe a identifié un gène particulier, OsCG5, qui semblait particulièrement actif face au stress thermique. Le nombre de protéines provenant d’OsCG5, une mesure de l’expression des gènes, a fortement augmenté peu de temps après que les chercheurs ont augmenté la température. Cette augmentation de l’expression des gènes était également corrélée à moins de craie dans les graines de riz stressées. Les plants de riz dépourvus d’OsCG5, quant à eux, ont répondu au stress thermique avec plus de craie que les plantes contenant le gène. Les graines des plantes sans OsCG5 ont également poussé de 11 à 17 % plus courtes.
En savoir plus sur l’OsCG5 pourrait éclairer le développement de variétés de riz qui produisent des graines moins crayeuses au milieu des vagues de chaleur d’une planète qui se réchauffe toujours, ont déclaré les chercheurs. L’intégration de l’analyse des pixels rouge-vert de l’équipe pourrait également accélérer l’identification d’autres gènes liés à la craie dans le riz et les cultures céréalières apparentées.
Plus d’information:
Anil Kumar Nalini Chandran et al, Rice Chalky Grain 5 régule la variation naturelle de la qualité du grain sous stress thermique, Frontières en phytologie (2022). DOI : 10.3389/fpls.2022.1026472