La limitation du pollen se produit lorsque les plantes ne peuvent pas obtenir suffisamment de pollen pour fertiliser tous leurs ovules, ce qui limite le nombre de graines fixées. Il est plus courant chez les plantes pollinisées par les abeilles, les plantes auto-incompatibles et les plantes tropicales. Mais on ne sait pas si la limitation du pollen est un problème pour les arbres à floraison massive, même si les arbres produisent plus de 600 millions de tonnes de nourriture chaque année. Stephen Trueman et ses collègues ont décidé de prendre un examen plus approfondi de la limitation du pollen en étudiant les arbres de Macadamia. Leurs conclusions indiquent que des changements dans la gestion des abeilles pourraient améliorer considérablement le rendement des cultures.

Si l'ajout de plus de pollen à une plante l'amène à produire plus de graines, on dit qu'elle est «limitée en pollen». La limitation du pollen se produit lorsqu'une plante ne peut pas obtenir suffisamment de pollen ou si le pollen qu'elle reçoit est de mauvaise qualité, ce qui l'amène à laisser des ovules non fertilisés. La façon dont les botanistes testent si les plantes sont limitées en pollen est de comparer un groupe de plantes qui sont laissées à elles-mêmes avec un deuxième groupe qui reçoit du pollen supplémentaire et de voir s'il y a une différence dans la nouaison. C'est une expérience simple, mais Trueman et ses collègues soulignent que cela n'a pas été fait pour des arbres comme la macadamia.

La macadamia n'a pas été testée car c'est un arbre à floraison massive, et cette floraison massive signifie qu'il y a beaucoup de travail à faire. Ils soulignent que des tests ont été effectués, pollinisant quelques fleurs sur un arbre et les comparant avec d'autres fleurs sur le même arbre. Il y a quelques problèmes avec cette approche.

La première est que les fleurs ne sont pas des unités totalement indépendantes. Ils puisent l'énergie nécessaire pour développer des fruits dans le même magasin central. Si certaines fleurs sont mieux pollinisées, la plante pourrait leur consacrer plus de ressources et se débarrasser tôt des fleurs non pollinisées ou mal pollinisées. Il y a de bonnes raisons de croire que la macadamia ferait cela en raison du grand nombre de fleurs qu'elle produit.

Trueman et ses collègues notent que la macadamia produit également beaucoup plus de fleurs femelles ou hermaphrodites qu'elles ne peuvent en supporter. Si toutes les fleurs étaient pollinisées, il n'y aurait tout simplement pas l'énergie nécessaire pour toutes les transformer en fruits. La macadamia est heureuse de laisser tomber des fruits immatures grâce à des parasites ou des infections, de sorte que tout problème de limitation du pollen pourrait être caché parmi ce grand effet de l'arbre qui abandonne tous les fruits de qualité inférieure.

Pour cette raison, les botanistes ont décidé qu'ils devaient polliniser des arbres entiers pour tester les résultats entre les arbres plutôt qu'entre les branches. Mais la pollinisation supplémentaire pour la macadamia n'est pas une tâche simple. Ils écrivent que les arbres de macadamia produisent jusqu'à 3500 racèmes, étant un groupe de fleurs attachées par de courtes tiges à égale distance le long d'une tige centrale. Chaque grappe peut contenir entre 100 et 300 fleurs. Cela signifie que chaque arbre a des centaines de milliers de fleurs. L'équipe a développé une méthode pour main polliniser Les fleurs rapidement.

L'équipe a planté les arbres en plusieurs blocs. Ils ont utilisé deux cultivars, 'Daddow' et '816'. Dans une section, il y avait deux grands blocs de chaque cultivar. Dans l'autre section, il y avait des rayures d'un cultivar puis d'un autre.

Dans leur article, Trueman et ses collègues écrivent : « Nous avons collecté du pollen en frottant l'intérieur d'un tube à essai (diamètre interne de 25 mm) sur au moins quatre racèmes donneurs qui portaient des fleurs fraîchement ouvertes, jusqu'à ce que le pollen soit visible en stries à l'intérieur du tube. tube. Une pollinisation croisée supplémentaire a été réalisée en frottant l'intérieur du tube à essai sur les racèmes récepteurs du cultivar adjacent qui portaient des fleurs fraîchement ouvertes.

"Chaque tube à essai a été utilisé pour polliniser un maximum de dix racèmes, avant d'être lavé avec de l'éthanol aqueux à 70 % (v/v), rincé à l'eau et séché au soleil. Nous avons pollinisé à la main chaque arbre tous les deux jours pendant la période de floraison, commençant les 8 et 9 septembre 2018 et se terminant sur la plupart des arbres les 18 ou 19 septembre 2018. La dernière pollinisation manuelle de n'importe quel arbre a été effectuée le 24 septembre 2018.

"En règle générale, deux à quatre personnes ont pollinisé chaque arbre à chaque occasion, essayant d'atteindre tous les racèmes avec des fleurs ouvertes jusqu'à environ 2.4 m au-dessus du niveau du sol. Nous avons estimé que cela représentait environ 70 % des racèmes sur chaque arbre.

"Les arbres '816' et 'Daddow' possédaient chacun, en moyenne, 1940 et 2140 racèmes, respectivement, sur la base d'extrapolations à partir du pourcentage de racèmes que nous pouvions atteindre et du nombre moyen de tubes à essai utilisés pour polliniser chaque arbre. Les racèmes de ces deux cultivars possédaient 199 ± 5 et 104 ± 3 fleurs (n = 40), respectivement, de sorte que les arbres de '816 et 'Daddow' produisaient chacun environ 386 060 et 222 560 fleurs, respectivement.

Les résultats ont montré que les arbres étaient limités en pollen et que la qualité du pollen importait. Dans son commentaire sur le journal, Megan van Etten écrit: « Cette étude apporte des éclairages sur plusieurs aspects de l'évolution florale et de la limitation pollinique. Tout d'abord, cette étude montre qu'il peut y avoir un coût élevé à produire beaucoup de fleurs du fait d'une diminution de la qualité du pollen reçu. Ce coût doit être pris en compte lors de l'examen de l'évolution de la mâture, car il affecterait les économies d'échelle, qui sont considérées comme le moteur ultime de l'évolution de la mâture.

"De plus, au moins pour cette espèce, la forte limitation du pollen au cours d'une année de mâture avec des pollinisateurs supplémentaires suggère qu'il est peu probable que la mâture ait évolué en réponse à des économies d'échelle pour une pollinisation accrue.

"Deuxièmement, cette étude montre que même avec des pollinisateurs gérés abondants, la limitation du pollen en quantité et en qualité peut encore être assez sévère. Cette découverte est encore plus préoccupante compte tenu de la possibilité de déclins actuels et futurs des pollinisateurs indigènes en raison de l'augmentation des perturbations humaines et du changement climatique.

L'importance de la pollinisation par les abeilles est soulignée dans la conclusion de Trueman et ses collègues. "La dépendance des fleurs de macadamia pollinisées par les abeilles à la pollinisation croisée pour la nouaison et les effets importants du xenia sur la masse du noyau et la concentration en huile démontrent la grande valeur que les services de pollinisation peuvent apporter à la production alimentaire et à la qualité des aliments. L'amélioration de la pollinisation a entraîné une augmentation des rendements en grains de macadamia de 0.31 à 0.59 tonne ha^-1, ce qui équivaut à des augmentations du revenu à la ferme de 3720 7080 à XNUMX XNUMX $ US ha^-1 aux prix actuels d'environ 12 000 $ US la tonne de grains.

LIRE LA RECHERCHE

Trueman, SJ, Kämper, W., Nichols, J., Ogbourne, SM, Hawkes, D., Peters, T., Hosseini Bai, S. et Wallace, HM (2021) "Limitation du pollen et effets de xenia dans une masse cultivée -arbre en fleurs, Macadamia intégrifolia (Protéacées) », Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab112