Le génome du millet perlé décodé pour lutter contre le changement climatique

Dans de nombreuses parties du monde, l’élévation des températures et la fréquence des épisodes climatiques extrêmes tels que les vagues de chaleur vont entraîner une diminution de la production des principales denrées alimentaires de base. Le décodage et le séquençage du génome du millet perlé (bajra en hindi) par une équipe mondiale de 65 chercheurs de 30 instituts de recherche permet d’envisager des stratégies d’adaptation primordiales.

L’analyse de la variabilité génétique de mille souches de millet perlé permet de mieux comprendre la capacité de cette céréale des zones arides à survivre à des températures très élevées (plus de 42oC) et son exceptionnelle tolérance à la sécheresse. Cette découverte peut également faciliter l’élaboration de stratégies d’adaptation au changement climatique pour d’autres importantes céréales.

Codirigée par l’institut international de recherche sur les cultures des zones tropicales semi-arides (ICRISAT), Inde, le BGI-Shenzhen, Chine et l’Institut de recherche sur le développement (IRD), France, l’étude a utilisé les dernières innovations en matière de séquençage et d’analyse de l’ADN pour définir de nouveaux outils génétiques tels que les marqueurs moléculaires liés à la tolérance à la sécheresse et la chaleur, ainsi que d’autres caractéristiques importantes (meilleur profil nutritionnel, résistance aux ravageurs). Cette étude va catalyser les efforts en biotechnologie agricole de manière à améliorer cette denrée alimentaire de base primordiale pour des millions de personnes, notamment dans les zones arides et semi-arides d’Afrique et d’Asie.

Le millet perlé est riche en nutriments mais ses rendements sont faibles

Le millet perlé [Cenchrus americanus (L.) Morrone] est une céréale nutritive des terres sèches, riche en protéine, en fibre et en oligo-éléments essentiels tels que le fer, le zinc et l’acide folique. Des études sur la nutrition ont montré que cette céréale peut potentiellement lutter contre la carence en fer, carence en oligo-éléments la plus répandue et principale cause d’anémie, état qui affecte la santé et le développement d’un tiers de la population mondiale. 

À l’échelle mondiale, le millet perlé est cultivé sur environ 27 millions d’hectares et est une source d’alimentation quotidienne de plus de 90 millions de personnes, notamment les plus vulnérables vivant dans les zones arides et semi-arides d’Afrique et d’Asie. C’est également une excellente source de fourrage pour des millions d’exploitations agricoles. Malheureusement, depuis soixante ans, les rendements du millet perlé sont faibles, cette céréale étant essentiellement cultivée dans des sols pauvres non irrigués, avec un apport minimal ou inexistant d’engrais et autres intrants agricoles.

L’investissement dans la recherche génétique appliquée à cette culture de petits exploitants agricoles a été insuffisant et les obtenteurs ont disposé d’informations génétiques insuffisantes pour élaborer des variétés supérieures à haut rendement et des hybrides répondant aux contraintes des agriculteurs. Cette étude sur le génome du millet perlé a permis de mieux comprendre sa variabilité génétique et les chercheurs ont identifié des gènes candidats présentant des caractéristiques très importantes telles que la tolérance à la chaleur ou la résistance au mildiou, maladie ayant un effet très néfaste sur le millet. 

Par exemple, le millet perlé à l’extraordinaire capacité de résister à de très fortes chaleurs. Selon le professeur Rajeev Varshney, ICRISAT, qui a coordonné le consortium de séquençage du génome du millet perlé, « la plupart des céréales telles que riz ou le maïs ne peuvent supporter des températures de plus de 30 degrés Celsius (maximum 35 degrés) lorsqu’elles commencent à former leurs grains, alors que le millet perlé forme les siens sous des températures de l’air pouvant atteindre 42 degrés. » Il a ajouté, « Nous avons constaté que comparativement à d’autres céréales telles que le blé, le riz ou le maïs, le millet perlé dispose d’un répertoire diversifié de gènes de protéines cireuses naturelles qui servent de protection thermique à la plante. »

Cette résistance à la chaleur est cruciale dans la mesure où les climatologues prévoient une augmentation des vagues de chaleur dans les années à venir. Le Dr. David Bergvinson, directeur général de l’ICRISAT, explique pourquoi cette découverte est un élément clé face au réchauffement climatique. « Cette étude va entraîner une forte amélioration des rendements de millet perlé dans les sols pauvres d’Afrique et d’Asie. L’identification de gènes offrant une meilleure tolérance du millet perlé à la chaleur peut également aider à mieux préparer d’autres céréales telles que le blé, le riz et le maïs au changement climatique, ce qui montre bien l’importance d’investir dans ce qu’on appelle les « cultures orphelines ou négligées. »

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Nature Biotechnology: Pearl millet genome sequence provides a resource to improve agronomic traits in arid environments