Le blé est un aliment de base qui fournit 20 % de toutes les calories et protéines dans le monde. Même si l'objectif principal de la sélection du blé a été d'améliorer les niveaux de rendement afin de répondre aux besoins d'une population croissante, il est également de la plus haute importance d'assurer la stabilité du rendement.

La variabilité des rendements d'une année à l'autre a un impact direct sur les revenus des agriculteurs et, en particulier pour les cultures de base, contribue à l'insécurité alimentaire au niveau national et au niveau des ménages. selon la FAO. Le changement climatique augmente la variabilité des rendements de

• rendant les environnements dans lesquels les plantes sont cultivées moins prévisibles – les conditions que les sélectionneurs ciblent généralement peuvent ne plus être cohérentes ou fiables en raison des fluctuations climatiques et
• modification de la productivité régionale – le rendement dans différentes zones peut changer en raison des changements de température, des régimes de précipitations ou d’autres facteurs climatiques. Cela peut compliquer davantage les efforts de sélection, car les caractères qui étaient auparavant bénéfiques dans une région peuvent ne plus être aussi efficaces.

Il est nécessaire d’identifier de nouveaux cultivars offrant une productivité améliorée et une grande stabilité sous les climats futurs. Cependant, il est difficile d'identifier des caractères supérieurs, car les caractères des plantes (phénotypes) sont influencés à la fois par leur constitution génétique (génotypes) et par les conditions environnementales dans lesquelles elles poussent. Les modèles de culture peuvent soutenir l'amélioration des cultures en fournissant un moyen de quantifier les interactions entre les caractéristiques des cultures et les facteurs climatiques affectant le rendement dans les conditions futures.

À la lumière de cela, une nouvelle étude se penche sur l'examen de la stabilité du rendement des lignées de blé à haut rendement face au changement climatique. Le Dr Heidi Webber du Centre Leibniz de recherche sur le paysage agricole (ZALF) et ses collègues ont utilisé une solution de modèle de simulation de culture dans le cadre du projet SIMPLACE cadre pour explorer la sensibilité au rendement afin de sélectionner les caractéristiques des caractères dans 34 sites représentant les environnements de production de blé dans le monde.

Ils se sont concentrés sur l’influence de trois caractères connus pour augmenter le potentiel de rendement : l’efficacité d’utilisation des radiations, le coefficient d’extinction de la lumière et l’efficacité de la fructification.

• L’efficacité d’utilisation du rayonnement fait référence à l’efficacité avec laquelle les plantes captent et utilisent le rayonnement solaire pour la photosynthèse et leur croissance ultérieure. Cela se traduit à son tour par des rendements plus élevés.
• Le coefficient d’extinction de la lumière représente la vitesse à laquelle l’intensité lumineuse diminue à mesure qu’elle traverse le couvert végétal. En augmentant ce coefficient, davantage de lumière peut atteindre les couches inférieures des feuilles, favorisant ainsi la photosynthèse et conduisant finalement à un rendement amélioré.
• L'efficacité de la fructification fait référence au nombre de grains produits par épi.

Pour identifier des candidats potentiels à une sélection ciblée dans différents scénarios climatiques, les chercheurs ont utilisé une approche de simulation pour modéliser la croissance et le développement du blé. Ils ont créé 1782 XNUMX génotypes virtuels par site en combinant diverses valeurs de caractères, puis ont identifié les génotypes les mieux adaptés à des emplacements et des conditions environnementales spécifiques.

Dans une expérience, les chercheurs ont examiné l'impact de différentes valeurs de caractères sur le rendement et la stabilité du rendement dans les conditions climatiques actuelles. Parmi différents emplacements, l'efficacité accrue de l'utilisation des radiations a eu le plus grand effet sur le rendement des génotypes virtuels, suivie par une efficacité accrue de la fructification, puis une augmentation du coefficient d'extinction de la lumière. En général, l'augmentation des valeurs des caractères a entraîné des rendements plus élevés, mais également une variabilité accrue des rendements.

Dans une autre expérience, les chercheurs ont testé l’influence des valeurs des caractères sur le rendement et la stabilité du rendement dans des conditions climatiques futures. Ils ont constaté que le changement climatique prévu entraînait une amélioration globale du rendement moyen et une diminution de la stabilité du rendement des génotypes virtuels pour environ la moitié des sites.

Les auteurs ont identifié une combinaison de caractères uniques (une augmentation de 34 % de l'efficacité d'utilisation des radiations, une augmentation de 10 % de l'efficacité de la fructification et une augmentation de 20 % du coefficient d'extinction de la lumière) qui présentait le rendement le plus élevé de tous les génotypes virtuels dans la plupart des sites. dans les conditions climatiques de référence et de scénario.

Bien que les rendements plus élevés résultant de caractères améliorés soient souvent corrélés à une variabilité accrue du rendement d'une année à l'autre, il n'y avait pas de différence notable dans la variabilité du rendement entre les génotypes de base et les génotypes améliorés. Cela implique que les génotypes améliorés n’ont pas démontré un degré de variabilité de rendement disproportionnellement plus élevé par rapport aux génotypes de base, même s’ils ont atteint des rendements plus élevés. Cette observation était vraie pour les conditions climatiques actuelles et futures projetées.

Webber conclut : « Notre étude suggère qu’augmenter l’expression des caractères du blé pour obtenir des rendements plus élevés ne poserait pas de risques climatiques supplémentaires pour les agriculteurs en termes de températures plus chaudes et de sécheresse. De plus, l’adoption de cultivars présentant ces caractéristiques n’entraînerait pas une augmentation de la variabilité des rendements.

LIRE L'ARTICLE:

Tommaso Stella, Heidi Webber, Ehsan Eyshi Rezaei, Senthold Asseng, Pierre Martre, Sibylle Dueri, Jose Rafael Guarin, Diego NL Pequeno, Daniel F Calderini, Matthew Reynolds, Gemma Molero, Daniel Miralles, Guillermo Garcia, Gustavo Slafer, Francesco Giunta, Yean-Uk Kim, Chenzhi Wang, Alex C Ruane, Frank Ewert, Caractères de culture de blé conférant un potentiel de rendement élevé peut également améliorer la stabilité des rendements face au changement climatique, in silico Plants, Volume 5, Numéro 2, 2023, diad013, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diad013