Les terrasses rizicoles de Banaue, Philippines, sont célèbres dans le monde entier.

Les terrasses rizicoles de Banaue, Philippines, sont célèbres dans le monde entier.
Photo: © iStockphoto / Thinkstock

Le projet international de riziculture entre dans une nouvelle phase

Compte tenu de la croissance de la population mondiale et de la réduction de la superficie des terres arables, il va falloir augmenter les rendements agricoles pour répondre aux futurs besoins alimentaires. Le changement climatique ne fait qu’ajouter au problème. Le projet Riz C4 doit, à long terme, aider à accroître de 50 pour cent les rendements de riz.

Le projet Riz C4 entre dans sa troisième phase. Sous la direction de scientifiques de l’université d’Oxford,  des chercheurs de douze instituts différents représentant huit pays visent à accroître les rendements de riz en s’appuyant sur de nouvelles méthodes.

Le riz est la nourriture de base de plus de la moitié de la population mondiale. Il utilise le processus de photosynthèse en C3 qui est le moyen de plus efficace de fixer le CO2 dans les régions tempérées. Toutefois, sous les climats chauds et secs, ce processus est moins efficace et c’est précisément ces conditions qui devraient prévaloir dans de nombreuses régions compte tenu du changement climatique à l’échelle mondiale. D’autres végétaux, le maïs et le sorgho, par exemple, utilisent le processus de photosynthèse en C4 qui est plus efficace dans des conditions climatiques défavorables. Sous la conduite du professeur Jane Langdale, de l’université d’Oxford, les chercheurs du projet Riz C4 considèrent que le passage de la photosynthèse en C3 à la photosynthèse en C4 améliorerait la productivité du riz de 50 pour cent.

Dans un récent communiqué de presse, l’équipe de chercheurs a indiqué que le changement de stratégie de la photosynthèse aurait pour premier effet d’améliorer l’efficacité photosynthétique du riz, ce qui entraînerait un gain énergétique pouvant être directement utilisé pour la reproduction et la production de semences. De plus, l’adoption de la photosynthèse en Cdevrait améliorer l’efficacité d’utilisation de l’azote, doubler l’efficacité d’utilisation de l’eau et accroître la tolérance aux hautes températures. Cela ferait du riz une plante bien adaptée aux besoins futurs.

Le professeur Langdale donne les explications suivantes : « La superficie de terre produisant actuellement assez de riz pour nourrir 27 personnes devra en produire suffisamment pour 43 personnes d’ici à 2050. Il faut donc que les rendements de riz augmentent de 50 pour cent au cours des 35 prochaines années. Étant donné que les programmes traditionnels d’amélioration des plantes ont atteint leur limite de rendement, il ne semble pas possible d’atteindre cet objectif avec les méthodes traditionnelles. »

Par ailleurs, les rendements de riz sont limités par sa capacité métabolique naturelle. Cela tient à l’inefficacité inhérente de la photosynthèse en C3. L’évolution a notamment surmonté cette inefficacité grâce à la voie photosynthétique de type C4 et il est important de noter qu’elle l’a fait en de multiples occasions pour différentes variétés végétales. C’est pourquoi les chercheurs considèrent que, pour le riz, le passage de la photosynthèse de type C3 à la photosynthèse de type C4 est un objectif réaliste.

Selon les chercheurs, les phases I et II du programme mettaient l’accent sur l’identification des composantes – biochimiques et morphologiques – de la voie photosynthétique C4 ainsi que sur la validation de la fonctionnalité des enzymes C4 connues du riz. La nouvelle phase III du projet affinera la panoplie d’outils génétiques qui a été constituée et s’efforcera tout particulièrement de comprendre les mécanismes qui définissent la voie photosynthétique dans les végétaux de type C4 et de concevoir cette voie pour le riz.

Le projet Riz C4 a été lancé en 2008 grâce au financement de la Fondation Bill & Melinda Gates, à la suite de discussions organisées par l’Institut international de recherche sur le riz (IRRI). La phase III du projet est réalisée en collaboration par douze institutions : l’université d’Oxford, l’IRRI, l’université de Cambridge, l’université nationale australienne, le Donald Danforth Plant Science Center, l’université de l’État de Washington, l’université du Minnesota, l’université de Toronto, l’université Heinrich Heine, l’Institut Max Planck de physiologie végétale, l’Academia Sinica et l’Institut partenaire Max Planck-académie chinoise des sciences de bioinformatique. Cette phase a été financée par une subvention de plus de 6,4 millions d’euros de la Fondation Bill & Melinda Gates.

(mpi/wi)

Pour en savoir plus (en anglais) : 

Le projet Riz C4

Institut Max Planck de physiologie végétale – recherche sur le riz