Les phytogénéticiens sont toujours à la recherche de moyens d’améliorer une culture. Ils savent que même de petites différences de qualité et de quantité peuvent signifier de grandes différences de bénéfices pour les agriculteurs. Ainsi, rendre le processus de sélection plus rapide et moins cher augmente les chances de succès.
Le manioc est une culture commerciale populaire au Nigeria que les sélectionneurs s’efforcent d’améliorer. Semblable à une patate douce, il a des racines tubéreuses. À l’extérieur, il peut ressembler à une patate douce, mais la plupart du manioc est blanc à l’intérieur. Les racines de manioc sont riches en glucides. Au Nigéria (et dans la majeure partie de l’Afrique), la majeure partie du manioc est cultivée pour l’alimentation et non pour la vente aux transformateurs industriels. Les agriculteurs d’Asie du Sud-Est et d’Amérique du Sud cultivent le manioc principalement à des fins industrielles.
La qualité des racines est un facteur déterminant pour le succès des nouvelles variétés de manioc. Malheureusement, certaines caractéristiques de qualité des racines peuvent être difficiles et longues à mesurer. Lorsque les sélectionneurs déterminent la qualité des racines de manioc, la « teneur en matière sèche » est extrêmement importante. C’est le pourcentage de la racine qui n’est pas de l’eau. Le problème est que la mesure de la teneur en matière sèche des racines est un processus difficile et long.
Jenna Hershberger, chercheuse à l’Université de Clemson, avec des collaborateurs de l’IITA au Nigeria, a testé un appareil portatif appelé spectromètre pour voir s’il peut mesurer avec précision cet indicateur clé de qualité. Ils ont publié leurs résultats dans Le journal des phénomènes végétauxune publication de la Crop Science Society of America.
« L’exécution d’un programme de sélection implique de faire face à de nombreux compromis », explique Hershberger. « La réduction de la quantité de travail impliquée dans la mesure des traits de qualité pourrait signifier que plus d’efforts peuvent être consacrés à d’autres aspects du programme de sélection. Cela peut inclure l’augmentation du nombre de plantes qui peuvent être examinées. En fin de compte, cela pourrait signifier fournir des variétés améliorées aux producteurs. plus efficacement. »
La matière sèche des racines est traditionnellement mesurée en pesant les morceaux de racines avant et après leur séchage dans un four. Bien que cette méthode soit précise, elle prend du temps et demande beaucoup de main-d’œuvre lors du traitement des racines d’un essai complet sur le terrain, note-t-elle.
Pour accélérer ce processus, les chercheurs ont exploré l’utilisation d’un spectromètre proche infrarouge portable à faible coût. Dans leur étude, ils ont développé et testé avec succès cette nouvelle méthode de prédiction de la teneur en matière sèche des racines. La nouvelle méthode réduira également le nombre d’échantillons qui doivent être séchés dans un four.
L’utilisation d’un spectromètre pourrait potentiellement faire économiser environ une semaine entière de travail à deux ou trois personnes lors d’un essai sur le terrain, déclare Hershberger. De plus, les spectromètres se connectent aux smartphones via Bluetooth pour permettre une collecte de données simplifiée.
Un spectromètre fonctionne en émettant une impulsion de lumière. La lumière frappe la surface de la racine de manioc et est réfléchie. Les propriétés uniques du manioc ont un impact sur le schéma exact de la lumière réfléchie. Les chercheurs peuvent utiliser les mathématiques pour construire et utiliser des modèles statistiques qui apprennent les modèles de réflexion et ce qu’ils signifient. Cela les aide à prédire la teneur en matière sèche des racines dans le manioc.
« Nous avons utilisé des modèles statistiques pour relier les modèles de réflectance spectrale à la teneur en matière sèche des racines pour 10 essais sur le terrain de manioc », explique Hershberger. « Pour tous nos essais, nous avons associé des mesures de traits traditionnels avec des spectres de notre spectromètre portable. Nous avons ensuite formé et testé des modèles en utilisant différents sous-ensembles de cet ensemble de données. Cela nous a aidés à avoir une idée de la capacité des modèles à prédire la teneur en matière sèche. lorsqu’ils ne sont fournis qu’avec des spectres. »
Grâce à leur travail, ils ont découvert que l’environnement dans lequel le manioc pousse est important à prendre en compte dans le modèle. Les meilleurs modèles doivent être formés avec des échantillons provenant d’une grande variété de conditions de croissance et tenus à jour.
« Cette nouvelle méthode n’est pas unique », déclare Hershberger. « Un seul balayage avec un spectromètre peut être utilisé pour prédire de nombreux traits différents. Cependant, un modèle distinct doit être formé pour chaque combinaison de traits et de cultures. Les modèles doivent être testés pour leur précision dans chaque programme de sélection et doivent être régulièrement mis à jour pour assurer un succès continu. . »
« Je suis passionnée par la sécurité nutritionnelle », dit-elle. « Je considère la sélection végétale comme l’un des meilleurs moyens d’y parvenir. Le manioc est une culture de base pour des centaines de millions de personnes, donc si nous pouvons améliorer le manioc, nous pouvons potentiellement avoir un impact énorme. »
Jenna Hershberger et al, Spectroscopie proche infrarouge portable à faible coût pour la prédiction de la teneur en matière sèche des racines dans le manioc, Le journal des phénomènes végétaux (2022). DOI : 10.1002/ppj2.20040