Drought Tolerance and Multi-Environment Adaptation of Saccharum- and Erianthus- Derived Sugarcane Clones
Cette étude a évalué 18 clones de canne à sucre à travers quatre localisations en Inde afin d'identifier des génotypes tolérants à la sécheresse, en utilisant des méthodes statistiques avancées telles que le VW-MGIDI et le biplot GGE pour désigner l'ISH 512 comme le génotype le plus stable et à haut rendement, démontrant ainsi le potentiel significatif du germoplasme dérivé de *Saccharum* et d'*Erianthus* pour améliorer la résilience à la sécheresse.
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Dans les régions chaudes et humides où le sucre du monde est cultivé, une seule culture domine le paysage : la canne à sucre. Cette plante haute, semblable à une graminée, est une force de la nature en termes de biomasse, produisant le sucre que nous mangeons et le carburant qui alimente nos véhicules. Cependant, ce géant agricole possède une faiblesse significative : il est assoiffé. La canne à sucre nécessite de vastes quantités d'eau pour croître, particulièrement durant sa phase d'expansion rapide. Lorsque la pluie se fait rare ou que l'irrigation est limitée, la plante peine à survivre, entraînant des récoltes moindres et des difficultés économiques pour les agriculteurs. Depuis des décennies, les scientifiques cherchent des moyens de rendre la canne à sucre plus résiliente à la sécheresse, en regardant non seulement au sein des variétés cultivées, mais aussi dans les parents sauvages de la plante. Ces cousins sauvages, qui poussent dans des environnements plus rudes et plus secs, possèdent des systèmes racinaires profonds et des défenses naturelles que la canne à sucre cultivée a largement perdus. Le défi consiste à comprendre comment mélanger les traits de haut rendement de la culture agricole avec les instincts de survie robustes des espèces sauvages, puis à déterminer quelles nouvelles combinaisons peuvent réellement prospérer lorsque l'eau vient à manquer.
Des chercheurs de l'Institut Indien de Recherche sur la Canne à Sucre se sont mis en quête de la solution à ce casse-tête en testant un groupe spécifique de nouveaux clones de canne à sucre. Ils ont créé dix-huit variétés uniques en croisant la canne à sucre standard avec deux parents sauvages différents : l'un issu de la famille des Saccharum et l'autre du genre Erianthus. Ces dix-huit plantes ont ensuite été mises à l'épreuve dans quatre localités différentes en Inde, allant du nord subtropical au sud tropical. Pour simuler des conditions de sécheresse réelles, les scientifiques ont irrigué normalement la moitié des cultures tout en privant l'autre moitié d'eau durant la période de croissance la plus critique, le moment où la plante développe sa hauteur et son poids. Ils ont mesuré de tout, du nombre de nouvelles pousses au poids des tiges et à la quantité de sucre présente dans le jus, comparant la performance de chaque clone sous stress par rapport à sa performance avec beaucoup d'eau.
Les résultats ont été frappants. Lorsque l'eau était retenue, les plants de canne à sucre subissaient des revers importants. Le nombre de nouvelles pousses a chuté d'environ 15 pour cent, et les plantes sont devenues plus courtes et plus légères. Plus notablement, le poids total de la canne récoltée a chuté de près de 26 pour cent, et la quantité de sucre commercial produit a diminué d'une marge similaire. Cependant, la qualité du jus est restée étonnamment stable. La concentration de sucre et la douceur de l'extrait n'ont pas changé de manière significative, même s'il y avait beaucoup moins de canne à récolter. Cela suggère que si la sécheresse empêche la plante de grandir, elle ne ruine pas nécessairement le sucre qui est déjà en train de se former. Un trait a changé de manière inattendue : la teneur en fibres, qui est la partie dure et ligneuse de la tige, a considérablement diminué sous l'effet de la sécheresse, une découverte qui pourrait influencer la façon dont la culture est transformée.
Pour donner un sens aux données complexes provenant de dix-huit plantes différentes à travers quatre climats différents, les chercheurs ont utilisé une méthode sophistiquée pour classer les clones. Au lieu de regarder un seul paramètre, ils ont combiné sept modes de mesure différents de la tolérance à la sécheresse en un score unique. Cette approche a permis de voir quels plants ne faisaient pas que survivre à la sécheresse, mais maintenaient également leur productivité. L'analyse a révélé qu'aucun clone n'était le vainqueur parfait dans chaque lieu. Au contraire, différentes plantes excellaient dans différents environnements. Par exemple, un hybride spécifique a obtenu les meilleurs résultats dans la ville du nord, Karnal, tandis qu'un autre a prospéré dans la ville du sud, Pune. Cela a confirmé que la tolérance à la sécheresse n'est pas un trait universel ; elle dépend fortement du climat local et des conditions du sol.
Malgré l'absence de vainqueur universel, l'étude a identifié deux clones qui se distinguent particulièrement par leur potentiel. Un clone, nommé ISH 502, a fait preuve d'une constance remarquable, se classant dans les cinq premiers dans les quatre localités. Cela suggère qu'il possède une capacité de large adaptation à différents types de stress hydrique. Un autre clone, ISH 512, a été identifié comme étant le plus proche d'une plante « idéale ». Il combine un rendement en sucre élevé avec une stabilité exceptionnelle, ce qui signifie qu'il a performé de manière fiable même lorsque les conditions étaient difficiles. Ces deux performants de haut niveau portent du matériel génétique de leurs ancêtres sauvages, spécifiquement de Saccharum spontaneum ou d'Erianthus arundinaceus. Cela constitue une preuve solide que l'exploitation du réservoir génétique des parents sauvages est une stratégie viable pour créer une canne à sucre plus robuste.
Les chercheurs ont également évalué les sites de test eux-mêmes pour comprendre quels environnements étaient les plus propices aux essais futurs. Ils ont constaté que le site de Sankeshwar était le plus efficace pour distinguer les plantes fortes des plantes faibles, ce qui en fait un lieu critique pour identifier les meilleurs candidats. À l'inverse, le site de Pune a été jugé comme étant le plus représentatif des conditions moyennes, ce qui en fait un bon endroit pour tester l'adaptabilité générale. L'étude conclut que, bien que les contributions génétiques spécifiques des ancêtres sauvages nécessitent une confirmation supplémentaire, le succès phénotypique de ces nouveaux clones offre une voie claire à suivre. En croisant la canne à sucre cultivée avec ses cousins sauvages plus robustes, les sélectionneurs peuvent développer des variétés qui maintiennent une production de sucre élevée même lorsque les pluies font défaut, sécurisant ainsi l'avenir de cette culture vitale dans un climat de plus en plus imprévisible.
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