La précision de la prédiction de la croissance et du développement des cultures annuelles dépend spécifiquement de la capacité à prévoir le moment du passage de la croissance végétative à la croissance reproductive. Cela détermine les conditions météorologiques dans lesquelles la culture pousse et a donc un impact majeur sur le rendement. Pour le blé, le point qui marque la transition des structures végétatives croissantes aux structures reproductives croissantes se produit à l'anthèse, la période pendant laquelle une fleur est ouverte et fonctionnelle. Des modèles d'anthèse précis simuleraient les processus sous-jacents qui conduisent à l'anthèse et fourniraient des estimations quantitatives de l'occurrence dans n'importe quel environnement spécifié pour n'importe quel génotype spécifié en liant l'information génétique aux coefficients de réponse environnementale. Cela permettrait une caractérisation rapide du comportement d'anthèse de génotypes spécifiques. Cela permettrait également un dépistage rapide de l'aptitude adaptative de la progéniture dans un programme de sélection en reliant des marqueurs moléculaires pour les gènes/allèles de développement à des coefficients de modèle et en exécutant des simulations pour déterminer la plage de temps d'anthèse qui se produira à l'endroit pour lequel il est sélectionné. . Un modèle adapté à ces fins reste à créer.
Un article récent dans Annals of Botany développe un modèle quantitatif de l'expression de gènes spécifiques du développement et le combine avec des modèles physiologiques qui prédisent le temps d'anthèse en réponse à l'environnement. Ce nouveau modèle fournit un cadre pour tester les modèles génétiques actuels de la transition florale chez le blé, et éclairera à terme le développement de génotypes adaptés à des environnements spécifiques.
Brown, HE, Jamieson, PD, Brooking, IR, Moot, DJ, & Huth, NI (2013) Intégration de modèles moléculaires et physiologiques pour expliquer le moment de l'anthèse chez le blé. Annals of botanical, 112(9), 1683-1703.
Contexte : Un modèle pour prédire le moment de l'anthèse d'un plant de blé à partir d'informations environnementales et génétiques nécessite l'intégration des concepts actuels en biologie physiologique et moléculaire. Cet article décrit la structure d'un modèle intégré et quantifie ses mécanismes de réponse.
Méthodes : La documentation a été examinée pour formuler les composantes du modèle. Une nouvelle analyse détaillée des observations physiologiques est utilisée à partir d'une publication précédente par les deux autres auteurs. Dans cette approche, les mesures du nombre de feuilles et de l'apparence des feuilles et des ébauches de lignées quasi isogéniques de blé de printemps et d'hiver cultivées pendant différentes durées dans différentes conditions de température et de photopériode sont utilisées pour quantifier les mécanismes et les paramètres permettant de prédire le moment de l'anthèse.
Conclusions : L'analyse intègre les concepts de biologie moléculaire et de physiologie des cultures dans un cadre de modèle qui relie différents gènes de développement à des prédictions quantitatives du temps d'anthèse du blé dans différentes situations de terrain.
