L'amélioration de l'efficacité photosynthétique des plantes cultivées dans des environnements dynamiques a récemment été mise en évidence comme un objectif clé pour augmenter l'assimilation du carbone dans l'ensemble de la canopée. Les réponses physiologiques à la lumière fluctuante sont particulièrement importantes pour les feuilles de la canopée inférieure. L'environnement lumineux de la canopée inférieure est soumis à des changements continus et dynamiques au cours d'une journée, causés par le mouvement du soleil dans le ciel, la couverture nuageuse sporadique et/ou le mouvement des éléments supérieurs de la canopée causés par le vent.

L'amélioration du taux d'activation de Rubisco dans une lumière fluctuante pourrait être le fruit à portée de main qui permet aux sélectionneurs de plantes de stimuler la photosynthèse de la canopée entière avec peu de coûts associés, en particulier en termes d'utilisation d'eau et de nutriments. Ceci est essentiel pour un avenir où l'on prévoit que les changements environnementaux mondiaux laisseront les systèmes agricoles exposés à des épisodes de sécheresse et de chaleur plus fréquents et plus extrêmes. Cependant, aucune étude à ce jour n'a étudié ou effectué la dissection des traits pour l'activation de Rubisco dans une population de cartographie en ségrégation d'une espèce de culture importante.

Le taux d'activation de Rubisco (1/τ) s'est avéré très variable dans une population d'orge. Un QTL pour le taux d'activation de Rubisco a été identifié sur le chromosome 7H. Crédit image : Salter et al.

Dans notre nouvel article publié dans AoBP, nous présentons les résultats d'une étude dans laquelle nous avons cherché à identifier et caractériser la variation génétique du taux d'activation de Rubisco à travers une orge (Zea mays) population de cartographie haploïde doublée en plante utilisant des techniques d'échange de gaz (Salter et al.p. 2020). Nous avons ensuite utilisé la cartographie des intervalles chromosomiques pour identifier les locus de caractères quantitatifs (QTL) et les marqueurs moléculaires étroitement associés qui pourraient être utilisés pour la sélection végétale assistée par marqueurs.

Nous avons constaté que les taux d'activation de Rubisco étaient très variables dans la population. Un QTL unique pour le taux d'activation de Rubisco a été identifié sur le chromosome 7H. Il s'agit du premier rapport sur l'identification d'un QTL pour le taux d'activation de Rubisco en plante et cette découverte pourrait ouvrir la porte à la sélection assistée par marqueurs pour améliorer la photosynthèse du couvert entier de l'orge. Nous espérons que des travaux futurs valideront ces QTL dans des conditions de terrain afin qu'ils puissent être utilisés pour améliorer le potentiel de rendement des cultures.