Les efforts visant à créer des cultures plus adaptables bénéficient de tests sur des sites présentant de larges variations météorologiques, selon une équipe de recherche dirigée par un professeur de l’Université d’État de l’Iowa.
L’étude récente publié dans le Journal de botanique expérimentale est le dernier travail du professeur d’agronomie Jianming Yu explorant la plasticité phénotypique, les façons disparates dont les plantes réagissent dans différents environnements. Une meilleure compréhension des fondements génétiques et environnementaux de la plasticité peut aider les scientifiques et les sélectionneurs à créer des hybrides adaptés à leur emplacement et capables de s’adapter à des conditions difficiles.
« Notre recherche a réellement de vastes implications pour le changement climatique, la durabilité et l’agriculture de précision », a déclaré Yu, titulaire de la chaire pionnière en sélection de maïs et directeur du Centre Raymond F. Baker pour la sélection végétale.
Dans une certaine mesure, l’étude a confirmé que le Midwest est une région idéale pour expérimenter de nouveaux cultivars, en partie grâce à ses conditions météorologiques irrégulières, a déclaré Yu.
« Les sociétés semencières ont des sites de sélection à travers la Corn Belt, et historiquement, nous savons que certains sites de test semblent avoir plus de succès et ne se sont pas retrouvés sur le billot suite à la fusion des entreprises. Il n’y a pas eu beaucoup de recherches réelles à ce sujet. ce n’était qu’une hypothèse », a-t-il déclaré. « Mais si vous souhaitez obtenir la plus grande variabilité possible, c’est un bon endroit pour extraire des données. L’emplacement est important. »
L’étude a examiné les données de 174 plants de riz cultivés dans neuf combinaisons différentes de sites et de saisons de croissance en Asie de 2007 à 2009 et de 237 plants de sorgho dans neuf environnements de sites et de saisons différents dans l’Iowa, le Kansas et Porto Rico de 2011 à 2016.
Lors d’une analyse antérieure des mêmes données, notamment des études menées en 2018, 2020 et 2022, Yu et ses collègues ont recherché les signaux environnementaux liés aux caractéristiques des plantes. Par exemple, les chercheurs ont établi pour les deux cultures un indice environnemental qui prédit la période de floraison, une analyse sur laquelle s’appuie le nouvel article.
« Cette fois, nous avons changé notre objectif pour savoir si ce que vous observez pouvait dépendre des exemples spécifiques que vous rencontrez en termes d’environnement », a déclaré Yu.
En comparant de petits sous-ensembles de données à l’échantillon global, une analyse intégrant de nombreuses simulations, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient extrapoler avec précision avec quatre environnements ou plus. Mais la fourchette moyenne environnementale, qui mesure la variabilité des conditions, constitue un indicateur encore meilleur.
« Bien que les deux facteurs soient critiques, nos résultats indiquent que les considérations conduisant à une augmentation de la plage moyenne environnementale devraient être prioritaires dans la conception de l’étude », a déclaré Tingting Guo, professeur à l’Université agricole de Huazhong, co-responsable de l’étude.
Même deux sites de test pourraient offrir des prévisions précises si leurs conditions environnementales sont diverses et extrêmes, ont découvert les chercheurs. Des simulations supplémentaires basées sur des enregistrements météorologiques historiques et des dates de plantation variables ont été utilisées pour montrer les distributions de variabilité environnementale potentielle pour chaque site.
« Cela offre aux éleveurs des conseils pratiques pour l’allocation des ressources et l’optimisation des sites de test », a déclaré Yu.
Yu a déclaré que son groupe de recherche continuerait à étudier la plasticité phénotypique, principalement en examinant plus en profondeur les résultats des tests sur le terrain existants. Il considère que l’exploitation de la plasticité est essentielle pour rendre l’agriculture plus résiliente face au changement climatique.
« Nous analysons les données de différentes manières et sous différents angles pour générer des connaissances qui s’appliquent à la prise de décision dans le monde réel », a-t-il déclaré.
Plus d’information:
Tingting Guo et al, Contexte environnemental de la plasticité phénotypique en période de floraison du sorgho et du riz, Journal de botanique expérimentale (2023). DOI : 10.1093/jxb/erad398