Les obtenteurs sont confrontés à une mission urgente : adapter les cultures au changement climatique et nourrir une population mondiale en augmentation. Les modèles de culture peuvent aider les sélectionneurs à sélectionner des cultivars et des traits de cultivar pour différents environnements cibles. Par exemple, des modèles peuvent être utilisés pour évaluer les caractéristiques (par exemple, les cycles de vie, les sensibilités à la longueur du jour, les productivités, la tolérance à la chaleur et la taille des graines/taux de croissance) afin d'améliorer le rendement.
Dans un récent article de synthèse, le Dr Kenneth Boote et des coauteurs de l'Université de Floride exhorter les modélisateurs à représenter les cultivars dans des modèles utilisant la génétique pour mieux évaluer ces effets environnementaux. Selon les auteurs, les modélisateurs doivent aller au-delà des modèles spécifiques à l'espèce qui simulent des cultivars en utilisant des paramètres fixes pour représenter différents traits phénotypiques et incorporer à la place les informations de génétique moléculaire de chaque cultivar pour évaluer comment les traits phénotypiques réagissent à l'environnement.
Selon les auteurs, le temps est venu pour ces avancées en modélisation génétique. Le développement rapide de la génétique moléculaire a permis de simuler les actions des gènes au niveau des interactions des régulateurs, des produits géniques et d'autres métabolites. La manière dont l'environnement affecte l'expression des gènes qui diffèrent entre les cultivars peut donc être simulée en liant les marqueurs QTL associés aux gènes aux phénotypes spécifiques des cultivars.
Il est important de noter que les modèles doivent également intégrer une physiologie réaliste des traits aux facteurs environnementaux pour mieux comprendre comment la variation génétique affecte les processus d'équilibre du carbone, de l'eau et des éléments nutritifs des cultures. Les auteurs mettent en évidence des études pour illustrer les résultats émergents simulés à la suite de combinaisons uniques et multiples de paramètres spécifiques au génotype et pour illustrer les interactions génotype par environnement qui peuvent se produire dans différents environnements cibles.
Selon Boote, « beaucoup de travail est nécessaire pour relier les effets génétiques aux processus physiologiques pour les applications de modélisation in silico. De plus, nous avons besoin de beaucoup plus de données de phénotypage et de performances issues de la croissance dans plusieurs environnements. »
Note aux éducateurs : cet article fournit une excellente revue des principes généraux des modèles de simulation de culture et des étapes de simulation de l'amélioration génétique avec un modèle de culture.
