Des scientifiques chinois décryptent le code génétique pour augmenter le rendement du maïs
Des chercheurs agricoles chinois ont identifié et cloné une région génique qui augmente de manière stable le rendement du maïs de 10 à 16 %. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour améliorer la productivité des cultures.
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Tian Feng à l'Université agricole de Chine a identifié et cloné avec succès le premier locus de caractères quantitatifs (QTL) au monde associé à l'indice de récolte du maïs, un facteur clé de la production de céréales. L'étude, publiée dans la revue Cell, révèle également les modèles évolutifs de l'indice de récolte du maïs.
La recherche a identifié un module moléculaire critique, HI1-BRR1, qui régit l'allocation du carbone et de l'azote au sein de la plante. Des essais au champ menés dans plusieurs régions de Chine, notamment au Liaoning, à Hainan et à Pékin, ont démontré une augmentation stable du rendement de 10 % à 16 % lorsque ce mécanisme a été optimisé.
L'indice de récolte mesure l'efficacité avec laquelle une plante convertit sa biomasse totale en rendement en grains. L'équipe a observé une augmentation significative de cet indice au cours du processus de domestication du maïs, de son ancêtre sauvage aux variétés modernes. L'élément HI1, une séquence non codante, agit comme un amplificateur distant qui régule l'expression du gène BRR1. L'amélioration de l'expression de BRR1 a permis d'améliorer simultanément l'indice de récolte, la biomasse et le rendement en grains, sans compromettre la teneur en protéines ou la robustesse de la tige.
Cette recherche suggère que la domestication du maïs n'a pas seulement remodelé sa structure physique, mais aussi son système physiologique de répartition des ressources. Cette « domestication physiologique » joue un rôle crucial dans l'obtention de rendements élevés. De plus, l'expression accrue de BRR1 a montré un potentiel pour améliorer la tolérance du maïs aux faibles niveaux d'azote, suggérant des applications plus larges dans des environnements agricoles difficiles.
Ces découvertes suggèrent que la manipulation de la voie HI1-BRR1 pourrait conduire à une culture de maïs plus robuste et productive à l'échelle mondiale. La capacité à augmenter constamment les rendements de 10 à 16 % grâce à la compréhension génétique a des implications significatives pour la sécurité alimentaire et l'efficacité agricole.