La technique de reproduction rapide sème les graines d'une nouvelle révolution verte

Une nouvelle technologie pionnière devrait accélérer la quête mondiale d'amélioration des cultures dans un développement qui fait écho à la Révolution verte de l'après-guerre.

La plateforme d'élevage de vitesse développée par les équipes du Centre John Innes, Université du Queensland et Université de Sydney, utilise une serre ou un environnement artificiel avec un éclairage amélioré pour créer des régimes intenses d'une journée afin d'accélérer la recherche de cultures plus performantes.

En utilisant la technique, l'équipe a réussi à produire du blé de graine à graine en seulement 8 semaines. Ces résultats apparaissent aujourd'hui dans Plantes naturelles .

Cela signifie qu'il est désormais possible de cultiver jusqu'à 6 générations de blé par an, soit une multiplication par trois par rapport aux techniques de sélection en navette actuellement utilisées par les sélectionneurs et les chercheurs.

Dr Brande Wulff du Centre John Innes, Norwich, un auteur principal sur le papier, explique pourquoi la vitesse est essentielle :

« Globalement, nous sommes confrontés à un énorme défi dans la sélection de cultures à plus haut rendement et plus résilientes. Être capable de parcourir plus de générations en moins de temps nous permettra de créer et de tester plus rapidement des combinaisons génétiques, à la recherche des meilleures combinaisons pour différents environnements."

Pendant de nombreuses années, les taux d'amélioration de plusieurs cultures de base ont stagné, conduisant à un obstacle important dans la quête pour nourrir la population mondiale croissante et faire face aux impacts du changement climatique.

Elevage de vitesse, dit le Dr Wulff, offre une nouvelle solution potentielle à un défi mondial du 21e siècle.

« Les gens ont dit que vous pourriez peut-être faire un cycle rapide des plantes, mais ils auront l'air minuscules et insignifiants, et n'a mis que quelques graines. En réalité, la nouvelle technologie crée des plantes plus belles et en meilleure santé que celles qui utilisent des conditions standard. Un collègue n'y croyait pas lorsqu'il a vu les résultats pour la première fois."

La percée passionnante a le potentiel de se classer, en termes d'impact, aux côtés des techniques d'élevage en navette introduites après la seconde guerre mondiale dans le cadre de la révolution verte.

Le Dr Wulff poursuit :« J'aimerais penser que dans 10 ans, vous pourriez entrer dans un champ et pointer du doigt des plantes dont les attributs et les traits ont été développés à l'aide de cette technologie.

Cette technique utilise des environnements de croissance entièrement contrôlés et peut également être étendue pour fonctionner dans une serre standard. Il utilise des lumières LED optimisées pour faciliter la photosynthèse dans des régimes intensifs allant jusqu'à 22 heures par jour.

Les lampes à LED réduisent considérablement le coût par rapport aux lampes à vapeur de sodium qui ont longtemps été largement utilisées mais sont inefficaces car elles génèrent beaucoup de chaleur et émettent une lumière de mauvaise qualité.

L'équipe internationale prouve également que la technique de reproduction rapide peut être utilisée pour une gamme de cultures importantes. Ils ont atteint jusqu'à 6 générations par an pour le blé tendre, blé dur, orge, pois, et pois chiche; et quatre générations pour le canola (une forme de colza). Il s'agit d'une augmentation significative par rapport aux techniques d'élevage commerciales largement utilisées.

Elevage de vitesse, lorsqu'il est utilisé avec des techniques conventionnelles basées sur le terrain, peut être un outil important pour permettre des progrès dans la compréhension de la génétique des cultures.

« La reproduction rapide en tant que plate-forme peut être combinée à de nombreuses autres technologies telles que l'édition de gènes CRISPR pour obtenir le résultat final plus rapidement, " explique le Dr Lee Hickey de l'Université du Queensland.

L'étude montre que des traits tels que les interactions entre les agents pathogènes des plantes, forme et structure de la plante, et le temps de floraison peut être étudié en détail et répété en utilisant la technologie.

La technologie de sélection rapide a été bien accueillie par les sélectionneurs de blé qui sont devenus des adopteurs précoces.

Ruth Bryant, Pathologiste du blé chez RAGT Seeds Ltd, Essex, ROYAUME-UNI, a déclaré:"Les sélectionneurs sont toujours à la recherche de moyens d'accélérer le processus de mise sur le marché d'une variété, nous sommes donc vraiment intéressés par le concept de reproduction rapide. Nous travaillons en étroite collaboration avec le groupe du Dr Wulff au John Innes Center pour développer cette méthode en un cadre commercial."

Dr Allan Rattey, un sélectionneur de blé avec la société australienne Dow AgroSciences, a utilisé la technologie pour sélectionner du blé avec une tolérance à la germination pré-récolte (PHS), un problème majeur en Australie.

« Le contrôle de l'environnement pour un dépistage efficace du PHS et le temps nécessaire pour parcourir plusieurs cycles de sélection récurrente étaient des goulots d'étranglement majeurs. La vitesse de reproduction et la plate-forme de sélection ciblée ont généré des gains majeurs pour ces deux domaines de préoccupation. »