Identification des mécanismes physiologiques et génétiques intervenant dans la tolérance à la sécheresse à partir de l'évaluation de caractères secondaires : cas du riz de bas-fond

Abstract

La sécheresse est l’une des contraintes majeures pour la production du riz et particulièrement pour le riz de bas-fond qui ne dépend que de la pluviométrie pour son alimentation hydrique. C’est dans le but de minimiser l’effet de la sécheresse sur la culture que s’inscrit la présente étude qui s’est étalée de 2012 à 2015. Elle consiste à étudier les mécanismes de gestion de l’eau par la plante du riz et d’identifier les QTLs pour la tolérance à la sécheresse. Pour atteindre cet objectif, les investigations suivantes ont été initiées : (i) évaluer une méthode de phénotypage à haut débit par utilisation de la thermographie infrarouge et la fluorimétrie; (ii) étudier les mécanismes de gestion de l’eau par le riz de bas-fond en condition de stress hydrique ; (iii) identifier les QTLs associés aux traits agro-morphologiques et physiologiques sous l’effet de la sécheresse. Initialement la méthode de phénotypage utilisant la thermographie infra-rouge et fluorimétrie a été testée et validée sur 20 lignées issues du croisement IR64 x B6144F-MR-6-0-0, sous deux traitements (stress hydrique et non stressé) et dans 4 environnements différents. Il ressort de cette étude, l'intérêt d'utiliser ces techniques à condition de normaliser les résultats bruts de la température du couvert végétal et de la fluorescence. Ces normalisations (Crop Water Stress Index-CWSI-pour la température du couvert et Drought Factor index -DFI- pour la fluorimétrie) nécessitent des traitements témoins et utilisent des courbes de référence communes à plusieurs environnements. La thermographie infrarouge et la fluorescence chlorophyllienne se sont révélées être des outils efficaces pour la mesure du stress hydrique chez le riz. Les résultats montrent que le stress hydrique affecte la température foliaire et l’activité photosynthétique et confirment que si la contrainte est appliquée pendant la phase de reproduction, elle impacte négativement la production. La combinaison de ces 2 indices a permis d'identifier la lignée IRB-MR-412 tolérante à la sécheresse avec une performance agronomique comparable au témoin résistant Apo. De l’étude des mécanismes de gestion de l’eau par la plante, il ressort que les 2 lignées tolérantes (IRB-MR-412 et Apo) ont des modes de gestion de la contrainte différents. Apo cherche à maintenir un bon niveau de transpiration avec une forte capacité d’extraction alors que IRB-MR-412 met en place une adaptation qui porte sur l’économie d’eau (avec un système racinaire dense et profond et une bonne régulation de la transpiration au niveau aérien). Une étude d’association a été réalisée sur une population de 250 lignées issues du croisement IR64 x ITA212 en utilisant ces méthodes de phénotypage. De fortes héritabilités sont été obtenues avec le cycle semi épiaison, cycle semi maturité, hauteur de la plante, biomasse et le rendement et des valeurs modérées avec le DFI et CWSI. Au total 7 QTLs ont été identifiés en condition de stress hydrique. Ils sont associés au cycle semi épiaison, cycle semi maturité, hauteur de la plante, largeur de la feuille paniculaire, pourcentage d’épillets fertiles, longueur de la panicule et la biomasse. Ces QTLs identifiés peuvent dorénavant être utilisés dans les programmes de sélection assistée par marqueur pour sélectionner des génotypes du riz pour la tolérance à la sécheresse.