En raison du changement climatique, des variétés présentant une meilleure tolérance à la sécheresse sont nécessaires, mais le phénotypage de la tolérance à la sécheresse sur le terrain est difficile, principalement parce que les conditions de sécheresse sur le terrain sont imprévisibles à la fois dans l'espace et dans le temps. Les mécanismes génétiques régissant les caractéristiques de tolérance à la sécheresse sont donc mal compris. Le chercheur Clinton Steketee de l'Université de Géorgie tente d'améliorer la tolérance à la sécheresse du soja en utilisant des techniques de criblage améliorées pour les caractères de tolérance à la sécheresse, en identifiant de nouveaux germoplasmes de soja tolérant à la sécheresse et en clarifiant quelles régions génomiques sont responsables des caractères qui aident le soja à faire face au déficit hydrique.

QUELS SONT LES TRAITS IMPORTANTS ?

M. Clinton et ses collègues évaluent un panel génétiquement diversifié de 211 lignées de soja dans deux États différents, le Kansas et la Géorgie, pendant plus de deux ans, afin de l'aider à atteindre ses objectifs de recherche. Ces 211 lignées proviennent de 30 pays et ont été sélectionnées dans des zones géographiques où les précipitations annuelles sont faibles et dans des lignées de soja nouvellement développées présentant des caractéristiques améliorées liées à la sécheresse, ainsi que des contrôles sensibles à la sécheresse. Les chercheurs étudient des caractéristiques telles que le flétrissement du couvert végétal. Certaines plantes mettront quelques jours de plus à se flétrir, ce qui leur permettra de conserver leur capacité photosynthétique et de produire de la biomasse pour la production de semences. Les autres caractéristiques qu'il souhaite évaluer sont la conductance stomatique, la température du couvert à l'aide de l'imagerie thermique, la teneur en eau relative et la discrimination des isotopes du carbone.

En plus des capteurs d'humidité du sol METER, l'équipe a utilisé des stations météorologiques de microclimat METER pour surveiller les apports d'eau sur leurs deux sites de recherche sur le terrain et déterminer les périodes idéales pour le phénotypage des caractères liés à la sécheresse. Steketee explique : "Nous avons installé des moniteurs de microenvironnement dans le champ à côté de l'endroit où nous cultivons notre matériel expérimental. Les deux sites utilisent ces moniteurs pour surveiller les conditions météorologiques tout au long de la saison de croissance, en mesurant la température, l'humidité et les précipitations. Comme nous pouvions accéder aux données à distance, nous avons utilisé ces informations pour nous aider à déterminer quand il était temps d'aller sur le terrain et d'examiner les parcelles. Nous voulions voir si possible de grandes différences entre les plants de soja, en particulier dans des conditions de sécheresse. En surveillant les conditions, nous avons pu consulter nos données météorologiques et constater qu'il n'y avait pas eu de pluie pendant les trois semaines précédant cette mesure, ce qui prouve que nous étions réellement en situation de sécheresse.

RÉSULTATS JUSQU'À PRÉSENT

Bien que 2015 n'ait pas été une grande année de sécheresse en Géorgie, M. Clinton indique qu'il a pu mesurer le flétrissement du couvert végétal à la fin du mois de juillet et qu'il a identifié certaines lignées qui se sont bien comportées. Nous avons comparé nos données à celles recueillies par notre collaborateur au Kansas, et il y a quelques lignées qui se sont bien comportées dans les deux endroits. Nous espérons qu'une autre année de données confirmera que ces plantes présentent des caractéristiques avantageuses de tolérance à la sécheresse, et nous serons en mesure de sonder les caractéristiques avantageuses de ces lignées et de les intégrer dans notre programme de sélection."

PLANS FUTURS

L'équipe utilisera ce que l'on appelle une approche d'étude d'association à l'échelle du génome pour identifier les régions génomiques responsables des traits de tolérance à la sécheresse qui nous intéressent. Cette approche utilise les informations phénotypiques collectées lors des expériences sur le terrain ainsi que des marqueurs d'ADN dans l'ensemble du génome du soja pour voir si ce marqueur est associé au caractère qui les intéresse. Si les scientifiques trouvent l'endroit du génome qui est associé au caractère souhaité, ils développeront alors des outils génomiques à utiliser pour la sélection, intégreront ce caractère dans le matériel génétique d'élite et, en fin de compte, amélioreront la tolérance à la sécheresse du soja.

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