L’IRRI élabore le premier protocole de sélection rapide pour le riz

Pour améliorer les rendements de riz et nourrir des milliards de personnes, il est essentiel d’accroître les gains génétiques. Cependant, l’élaboration de nouvelles variétés est freinée par des temps de génération plus longs et des contraintes saisonnières.

Pour résoudre ce problème, un centre de sélection rapide a été créé et SpeedFlower, un protocole fiable de sélection rapide permettant de faire quatre à cinq récoltes de riz indica et/ou japonica par an est en cours d’élaboration. Ce protocole sera important pour accélérer la sélection de nouvelles variétés améliorées de riz résistant au changement climatique et répondant aux besoins d’une population mondiale croissante.

Appelé SpeedFlower, ce protocole met l’accent sur l’optimisation du spectre, de la quantité et de l’intensité de la lumière, ainsi que sur d’autres variables telles que la température et l’humidité, etc., qui accélèrent la croissance, la floraison et la maturation du riz. Ce protocole est compatible avec la grande majorité des variétés de riz cultivées dans le monde, et notamment les variétés indica et japonica.

« Nous sommes aujourd’hui en mesure d’élaborer de nouvelles variétés de riz à haut rendement, résistant au changement climatique et de qualité nutritionnelle supérieure dans un délai bien plus court. Il s’agit d’une avancée scientifique majeure qui accroît considérablement le gain génétique dans le riz et contribue, en fin de compte, à la sécurité alimentaire du monde entier, » ont déclaré les docteurs Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh et Pallavi Sinha, responsables du programme. 

L’efficacité de la sélection rapide dans d’autres cultures a entraîné la création d’un centre de sélection rapide ultra moderne à l’ISARC, Varanasi, Inde. Pour assurer la sélection rapide du riz, ce centre a été spécialement adapté, avec des paramètres de croissance contrôlée faisant appel à des chambres de croissance entièrement fermées.

SpeedFlower – description
 

Le protocole cherche à optimiser le spectre et l’intensité de la lumière, la photopériode, la température, l’humidité, les niveaux de nutriments et la régulation hormonale de manière à accélérer la croissance, la floraison et la maturation du riz. Il a démontré que pour les variétés de riz testées, la floraison avait lieu dans un délai maximal de 60 jours et qu’on obtenait une réduction de 50 pour cent du temps de maturation des semences, indépendamment de leurs périodes naturelles de floraison.  

Un sous-ensemble de 198 génotypes, représentant douze sous-groupes variés de riz Oryza sativa L. fournis par le Projet des 3 000 génomes du riz (3,000 Rice Genomes Project – 3K RGP), a été choisi pour valider le protocole SpeedFlower optimisé utilisé dans le centre de sélection rapide, à l’ISARC. Ce sous-ensemble a été choisi sur la base de la diversité moléculaire des génotypes, de différentes périodes de floraison et des situations géographiques. Dans les conditions naturelles de terrain, la période de floraison de ces génotypes allait de 58 à 127 jours.

Cependant, cultivés selon le protocole SpeedFlower optimisé, les 198 génotypes ont fleuri en moins de 58 jours. La réduction notable de la période de floraison du protocole pour les génotypes photosensibles et tardifs, ainsi que la synchronisation remarquable entre les générations ségrégantes, résout un problème majeur des programmes de sélection.

Le centre de sélection rapide (SpeedBreed) et le protocole novateur SpeedFlower constituent un pas en avant considérable dans la sélection du riz, en résolvant les problèmes de temps de génération et de contraintes saisonnières. Le protocole optimisé est efficace pour tous les types de maturation (précoce, moyenne et tardive) du riz indica et japonica et permet une floraison synchronisée.

Des partenariats pour SpeedBreed et SpeedFlower
 

Considéré comme un centre modèle de sélection rapide dans le domaine du riz, l’IRRI prévoit de créer un consortium visant à offrir des services d’aide aux services nationaux de recherche et de vulgarisation agricoles (NARES) et aux entreprises privées pour la création et le fonctionnement de centres de sélection rapide.

Le protocole va être affiné de manière à fournir de meilleurs résultats et des essais exhaustifs portant sur un plus large éventail de génotypes du riz vont être réalisés. Les défenseurs du programme souhaitent une collaboration plus étroite avec NARES, ainsi qu’avec d’autres centres dépendant du CGIAR, pour tirer profit des connaissances et des expertises communes, afin d’optimiser le protocole pour d’autres cultures.

« Nous continuons de repousser les limites de la recherche pour mettre au point les innovations dont nous avons un besoin urgent face aux crises croissantes de l’alimentation et du climat. Cette avancée établit la nouvelle norme d’accélération des gains génétiques pour la sécurité alimentaire à l’échelle mondiale, » a déclaré le docteur Ajay Kohli, directeur général par intérim de l’IRRI.

(IRRI/wi)

Référence : Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh et Pallavi Sinha : SpeedFlower: a comprehensive speed breeding protocol for indica and japonica rice;première publication le 9 décembre 2023, dans la revue Plant Biotechnology Journal. DOI:  https://doi.org/10.1111/pbi.14245