Comment la sélection variétale permet-elle de répondre à la sécheresse ?
Qu’est ce que la sécheresse ?
La sécheresse est un manque d’eau significativement long et important.
Trois types de stress hydriques sont à distinguer :
- le stress précoce : la plante subit la sécheresse au début de son développement,
- le stress continu : pendant la phase végétative ou au début de la floraison, la plante subit une période plus ou moins longue de sécheresse,
- le stress tardif : la sécheresse intervient à la fin du développement de la plante, au stade critique de remplissage du grain.
Un épisode de sécheresse est souvent associé à une forte chaleur ou encore à une irradiation élevée. Le manque de pluie induit aussi une carence en nutriments ou une toxicité des nutriments car ils ne sont plus assez dilués dans le sol.
Mais la forte chaleur n’est pas toujours associée à une sécheresse, notamment dans le cas de cultures irriguées. Les conséquences sont tout aussi néfastes, car un coup de chaud intense sur une plante bien irriguée peut réduire sa fertilité.
Pourquoi est-ce si difficile de sélectionner des variétés tolérantes ?
La difficulté réside dans le fait que la sécheresse aura un impact différent selon le stade de développement de la plante. Au moment du semis, elle induira un manque de germination et une disparition de la plante. Au moment de la floraison, l’impact est surtout une diminution de la fertilité. Au moment du remplissage du grain, ce sont la taille des grains et le poids de mille grains qui sont affectés. Dans les deux cas, le rendement grain est diminué.
Existe-il un gène de la sécheresse ?
Dans les publications scientifiques, on constate qu’il existe une multitude de gènes d’intérêt liés à la sécheresse. Ce ne sont pas moins de 20 régions chromosomiques qui sont impliquées ! Car en cas de sécheresse, plusieurs paramètres de la plante sont touchés : son enracinement, sa surface foliaire, l’ouverture des stomates1…
Alors comment faire ?
L’approche largement adoptée ces dernières années consiste à développer une stratégie d’évitement : on sélectionne du matériel dont la phase critique de maturation du grain ne coïncide pas avec une période de sécheresse fréquente au lieu de culture. Ces variétés arrivent à maturité plus tôt, et sont donc moins impactées par la sécheresse car elles ont dépassé le stade du développement quand celle-ci arrive.
Si la variété ne peut pas éviter la période de sécheresse, dans ce cas, les sélectionneurs testent plusieurs paramètres : avoir des plantes avec un système racinaire plus développé et plus fonctionnel, limiter au maximum l’évapotranspiration, sélectionner des plantes avec un feuillage qui reste vert plus longtemps et qui continue la photosynthèse, ou encore avoir une feuille principale plus verticale, ce qui limite l’exposition aux rayons solaires.
Il y a donc bon nombre de critères à analyser et plusieurs zones du génome à étudier. Le processus de sélection est long et complexe.
Et comment aller plus vite ?
Au-delà des croisements classiques, d’autres outils sont à disposition des sélectionneurs, notamment l’utilisation des ressources génétiques et des marqueurs moléculaires.
La sélection variétale apportera des réponses pour lutter contre la sécheresse. Cette problématique est une des priorités du monde scientifique et des sélectionneurs. Mais il faut aussi prendre en compte l’ensemble de facteurs extérieurs qui peut avoir une incidence sur la tolérance à la sécheresse. La variété miracle n’existe pas !
1 Un stomate est un orifice de petite taille qui permet les échanges gazeux entre la plante et l’air ambiant, ainsi que la régulation de l’évapotranspiration et de la pression osmotique. On peut l’apparenter aux narines, chez l’humain !