Une nouvelle variété d’orge pourrait résister aux défis du changement climatique

L’orge, tout comme le blé et le riz, est une des plus importantes céréales pour l’alimentation humaine. « La demande de produits alimentaires augmente partout dans le monde ; c’est pourquoi la culture de ces céréales doit donner des rendements fiables. Toutefois, le changement climatique a des conséquences négatives à l’échelle mondiale sur les conditions de culture et il faut fertiliser et irriguer les sols plus fréquemment, » déclare le professeur Klaus Pillen, phytologue à l’université Martin Luther (MLU) de Halle-Wittenberg, Allemagne. Son équipe de chercheurs étudie depuis plusieurs années la façon d’améliorer les variétés d’orge commune. Leur approche consiste à croiser de l’orge sauvage avec certaines variétés d’orge utilisées industriellement. « L’orge sauvage a mis des millions d’années pour s’adapter aux conditions environnementales. Sa biodiversité est encore riche aujourd’hui, » explique Klaus Pillen. L’idée consiste à associer les propriétés avantageuses des deux variétés.

Pour réaliser l’étude, l’équipe de chercheurs a croisé une variété d’orge ordinaire avec 25 types d’orge sauvage. Elle a ainsi obtenu 48 souches d’orge génétiquement différentes que les chercheurs ont semées à cinq endroits très différents dans le monde : Dundee (UK), Halle (Allemagne), Al Karak (Jordanie), Dubaï (Émirats arabes unis) et Adelaïde (Australie).

Chacun de ces lieux a des conditions environnementales qui lui sont propres. En Australie et à Dubaï, le sol est très salin et sec ; à Al Karak et Dubaï, il est exposé à la chaleur et la sécheresse ; en Allemagne et au Royaume-Uni, les champs cultivés reçoivent toujours un engrais azoté pour améliorer les rendements.

Pendant la période de culture, les chercheurs ont observé la croissance des plantes dans des conditions de stress environnemental et ont comparé les résultats à ceux de variétés locales d’un groupe de contrôle. « Nous avons ensuite sélectionné les plantes qui poussaient particulièrement bien sur site et avons examiné de plus près leur matériel génétique, » explique Klaus Pillen. Les chercheurs voulaient tirer des conclusions sur l’interaction entre les gènes, l’environnement et les rendements.

Tenir compte du bon moment pour le cycle de vie de la plante

« Notre étude montre également que le moment du développement de la plante est extrêmement important. Il assure des rendements maximums, même lorsque les conditions environnementales sont défavorables, » déclare Klaus Pillen. Parmi les facteurs entrant en ligne de compte, citons la durée du jour, qui varie avec la latitude – plus on est près de l’équateur, plus la durée du jour est courte au printemps et en été. Cela a un impact considérable sur le développement des plantes. « En Europe du Nord, il est préférable que les plantes fleurissent plus tard. Plus on se rapproche de l’équateur, plus il est facile aux plantes de se développer rapidement, » explique Klaus Pillen.

Sur la base d’une analyse génétique des plantes, l’équipe a également pu tirer des conclusions sur les variantes génétiques à l’origine de cette accélération ou ce retard de développement.

La connaissance des variantes génétiques avantageuses pour telle ou telle région géographique permet de croiser, sélectionner et cultiver selon le principe modulaire, les plantes particulièrement bien adaptées aux conditions locales. Et cela en vaut vraiment la peine. Klaus Pillen fait remarquer que, même dans des conditions défavorables, la meilleure orge « Halle » a donné des rendements jusqu’à 20 pour cent supérieurs à ceux des orges locales.

Dans le cadre de projets de suivi, l’équipe de chercheurs aimerait pousser plus loin l’analyse du matériel génétique afin d’obtenir des informations plus détaillées sur la tolérance des plantes au stress. Les résultats de la nouvelle étude peuvent, en principe, également s’appliquer à d’autres variétés de céréales telles que le blé et le riz.

(idw / MLU / wi)

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Référence :
Wiegmann M. et al. (2019). Barley yield formation under abiotic stress depends on the interplay between flowering time genes and environmental cues. Scientific Reports. doi: 10.1038/s41598-019-42673-1