Originaire des altitudes fraîches des Andes, la pomme de terre n’est pas bien adaptée aux températures extrêmes ou aux inondations provoquées par le changement climatique. Les phytotechniciens élèvent des « super-spuds » capables de supporter des conditions environnementales plus difficiles.
L’humble pomme de terre a été domestiquée pour la première fois près du lac Titicaca dans l’actuel Pérou il y a au moins 8 000 ans, et a continué à soutenir les grandes villes de l’empire Inca. Au milieu du XVIe siècle, il avait quitté les Andes et traversé l’Atlantique jusqu’en Europe où il fut introduit en Irlande en 1589 par l’aventurier et courtisan anglais, l’énigmatique Sir Walter Raleigh. Très productive et extrêmement populaire, la plante de pomme de terre est rapidement devenue un aliment de base dans de nombreux pays européens.
Aujourd’hui, c’est la quatrième culture vivrière la plus cultivée dans le monde, après le riz, le maïs et le blé. Néanmoins, il reste vulnérable à l’engorgement et au stress thermique, conditions qu’il n’a pas évolué pour résister dans sa maison d’origine à haute altitude dans les Andes. Maintenant, avec la pollution qui bouleverse le climat de l’Europe, la pomme de terre doit affronter ces deux ennemis avec une régularité croissante.
« Certaines pommes de terre sont assez tolérantes au stress de la sécheresse, mais elles ont toutes de gros problèmes de chaleur et d’inondation », explique le Dr Markus Teige, phytologue à l’Université de Vienne, qui dirige le projet ADAPT. ADAPT développe de nouvelles stratégies pour assurer la stabilité de la productivité des cultures de pommes de terre dans les conditions de croissance du futur.
Les plantes affligées par une chaleur excessive cessent de produire des sucres, empêchant le développement des tubercules, puis se précipitent pour fleurir tôt. Il s’agit d’une excellente stratégie pour les pommes de terre sauvages pour assurer la survie de l’espèce dans des conditions difficiles, mais elle offre de faibles rendements aux agriculteurs.
Répercussions climatiques
Une enquête récente menée auprès de plus de 500 producteurs de pommes de terre européens a révélé que la sécheresse et la chaleur étaient considérées comme les principales répercussions du changement climatique sur les pommes de terre, suivies des ravageurs, des maladies et des fortes pluies.
Certaines variétés de pommes de terre résistent mieux que d’autres aux stress environnementaux, ce qui suggère que les sélectionneurs de plantes ont le potentiel d’améliorer génétiquement la pomme de terre européenne pour qu’elle soit plus tolérante.
Le projet ADAPT rassemble quatre sélectionneurs de pommes de terre et dix instituts de recherche pour étudier comment certaines pommes de terre résistent aux stress.
« Nous voulons comprendre l’acclimatation au stress au niveau moléculaire », a déclaré le Dr Teige, « pour développer des marqueurs pour la sélection de pommes de terre tolérantes au stress. »
La sélection de la pomme de terre est particulièrement difficile en raison de sa génétique complexe. La variété européenne contient des millions de lettres d’ADN, chacune en quatre exemplaires, sur douze brins distincts (chromosomes).
Les marqueurs génétiques s’apparentent à des panneaux de signalisation qui signifient d’importantes étendues d’ADN associées à un trait souhaitable, comme une meilleure tolérance à la chaleur.
« Une gamme relativement restreinte de génétiques de pommes de terre a été introduite en Europe », a déclaré le Dr Dan Milbourne, chercheur sur les pommes de terre à Teagasc en Irlande, une organisation de recherche agricole d’État. Par conséquent, il pourrait être possible d’importer de nouveaux traits.
Les scientifiques d’ADAPT ont cultivé environ 50 variétés de pommes de terre dans différentes combinaisons de conditions de stress dans divers sites européens. En parallèle, ils ont mené des expériences dans des serres, où des variétés sont cultivées dans des conditions définies dans une installation de haute technologie en République tchèque.
Les plantes sont photographiées et mesurées quotidiennement pour enregistrer la quantité d’eau qu’elles utilisent, ainsi que leurs taux de photosynthèse et de croissance. Ces données peuvent révéler comment elles sont influencées par le stress et mettre en évidence des panneaux indicateurs (marqueurs génétiques) dans le génome de la pomme de terre importants pour les réponses au stress.
Les panneaux de signalisation permettent d’économiser du temps et de l’argent pour les futurs programmes d’élevage. « Si un marqueur est associé à un trait spécifique, alors, lorsque vous cultivez un semis, vous extrayez l’ADN et recherchez le marqueur », a déclaré le Dr Teige. L’ancienne méthode consistait à laisser pousser la plante et à attendre de voir si le trait souhaité était présent.
Gagner du temps dans la sélection des plantes est une affaire énorme. « Il faut environ 12 ans pour produire une variété de pommes de terre », a déclaré le Dr Milbourne. Et il devrait le savoir, car l’année dernière, son organisation s’est impliquée dans le sortie de Busterune nouvelle variété de pomme de terre résistante à un type de ver nématode qui peut gravement endommager les cultures de pommes de terre.
Préférences de pommes de terre
En Irlande, les pommes de terre doivent être pulvérisées jusqu’à 20 fois au cours d’une saison de croissance pour se protéger contre le mildiou. La brûlure a une signification historique en Irlande car elle a causé une mauvaise récolte de pommes de terre dans les années 1840, ce qui a déclenché une famine désastreuse qui a décimé la population.
Pendant ce temps, l’Europe cherche à réduire sa dépendance aux pulvérisations chimiques, avec la Commission européenne proposer récemment que l’utilisation de pesticides soit réduite de moitié d’ici 2030. Pour réduire la dépendance à la pulvérisation, des pommes de terre plus résistantes aux ravageurs seront nécessaires.
Le Dr Milbourne fait partie d’un projet appelé pomme de terreMASH, qui a conçu un moyen de scanner la variation génétique à travers le génome des variétés de pommes de terre de manière peu coûteuse. La méthode peut diagnostiquer la présence de maladies cibles et de gènes de résistance aux ravageurs dans les pommes de terre en échantillonnant uniquement des segments d’ADN très variables, ce qui est nettement moins coûteux que les méthodes traditionnelles d’identification des marqueurs génétiques.
Un nouveau logiciel développé à l’ILVO (Institut flamand de recherche pour l’agriculture, la pêche et l’alimentation) en Belgique, identifie les zones d’ADN où il existe des différences subtiles entre les variétés.
Ce sont les différences uniques dans le code ADN qui intéressent le plus les éleveurs, a expliqué le Dr Milbourne. La culture de la pomme de terre sera accélérée par l’identification de balises pour ces zones.
« Au lieu de tester des milliers d’individus en les infectant avec une maladie et en suivant leur réponse », a déclaré le Dr Milbourne, « je peux simplement cliquer sur un petit morceau de feuille de la taille de mon ongle et le tester pour ces marqueurs, qui peut me dire si un gène est présent ou absent. »
Il s’agit d’une avancée importante dans la volonté de développer des pommes de terre résistantes aux ravageurs et aux maladies et capables de résister aux aléas de notre futur climat, sans sacrifier le rendement.
Super-patins
Fondamentalement, il ne s’agira pas de sélectionner une seule super pomme de terre, car les goûts des consommateurs pour les pommes de terre varient considérablement d’un pays à l’autre, et de nombreuses nouvelles variétés de pommes de terre seront nécessaires à l’avenir.
« Nous envisageons de passer de 7 milliards de personnes à nourrir entre 11 et 13 milliards au cours des prochaines décennies », a déclaré le Dr Milbourne.
« Nous allons devoir doubler la production, sans augmenter la superficie des terres que nous cultivons, tout en faisant face au changement climatique, qui pourrait également épuiser les terres dont nous disposons pour l’agriculture. »
Une partie de la solution consiste à renforcer la résilience des cultures de base, telles que les pommes de terre, aux extrêmes tels que les températures élevées, les ravageurs et les maladies, tout en dépendant moins des pesticides. La course est lancée.