Des avancées réalisées en Chine dans le riz hybride « à une lignée » : le taux de clonage dépasse 90 % pour 18 combinaisons

fr.wedoany.com Rapport : Des avancées importantes ont été réalisées dans la recherche sur la technologie de production de semences de riz hybride « à une lignée ». Le 11 octobre, une réunion d'observation et d'évaluation sur site de l'apomixie du riz hybride (riz hybride « à une lignée ») s'est tenue à la base de sélection biologique du Hunan. Selon les informations recueillies lors de cette réunion, avec la poursuite de la validation multi-variétale et multi-écologique du riz hybride « à une lignée » et de la recherche sur les technologies associées, l'apomixie artificielle devrait offrir une nouvelle voie technique pour la reproduction continue de combinaisons hybrides de riz de qualité, réduire les coûts et les risques de production des semences de riz hybride, et fournir un soutien important pour garantir la sécurité alimentaire et promouvoir l'innovation dans le secteur semencier.

De la méthode à trois lignées à la méthode à deux lignées, les variétés de riz hybride chinoises n'ont cessé de se perfectionner, apportant une contribution majeure à la sécurité alimentaire nationale. Cependant, la production traditionnelle de semences de riz hybride présente des problèmes de complexité des opérations, d'investissements élevés et de risques relativement importants, ce qui a dans une certaine mesure entravé la diffusion à plus grande échelle des combinaisons hybrides de riz de qualité. Comment fixer l'hétérosis du riz afin que les variétés hybrides de qualité puissent se reproduire de manière continue par leurs semences, tel est l'objectif scientifique majeur que les sélectionneurs de riz hybride poursuivent depuis longtemps.

En 1987, Yuan Longping, académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie, a proposé la grande vision stratégique du développement du riz hybride de la « méthode à trois lignées » vers la « méthode à deux lignées », puis finalement vers la « méthode à une lignée ». Le cœur de la « méthode à une lignée » est de fixer l'hétérosis, afin que les hybrides de qualité puissent se reproduire de manière continue par leurs propres semences, réalisant ainsi « une hybridation, utilisable de génération en génération ». L'apomixie artificielle est une approche qui, en reconcevant le processus reproductif des plantes, permet aux hybrides de produire des semences clonales dont la composition génétique est essentiellement identique à la leur, offrant ainsi une nouvelle voie technique pour atteindre cet objectif stratégique. Une fois qu'une application industrielle stable sera réalisée, cette méthode devrait permettre de simplifier fondamentalement le système de production des semences de riz hybride, de réduire les coûts et les risques de production des semences, et de promouvoir la transition du riz hybride vers la fixation et la reproduction continue de génotypes hétérozygotes de qualité.

Sur cette base, le laboratoire de Yazhou Bay a pris l'initiative, en collaboration avec l'Institut des sciences des cultures de l'Académie chinoise des sciences agricoles, l'Institut chinois de recherche sur le riz, l'Académie des sciences agricoles du Hunan, l'Académie des sciences agricoles de l'Anhui, Yuan Longping High-Tech Agriculture Co., Ltd. et Anhui Quanyin High-Tech Seed Industry Co., Ltd. et d'autres équipes de premier plan, de lancer une recherche conjointe ciblant des problèmes clés tels que l'efficacité du clonage du riz, la capacité de nouaison, l'applicabilité du contexte génétique et la stabilité au champ. L'équipe a articulé la recherche sur la régulation de la reproduction, la création de matériel, la multiplication sur plusieurs générations et l'évaluation au champ, et a obtenu une série de progrès dans cette innovation originale et disruptive qu'est la technologie de production de semences de riz hybride « à une lignée », allant du clonage efficace à la validation d'application multi-variétale et multi-écologique.

Qian Qian, académicien de l'Académie chinoise des sciences, a indiqué que l'équipe a introduit pour la première fois le gène de parthénogenèse du pissenlit ToPAR dans le riz, en le combinant avec la technologie de modification de la méiose, et a atteint dans certains matériels de riz un taux de clonage de 100 % et un taux de nouaison de 93,54 % pour une même lignée, conciliant ainsi une efficacité de clonage élevée et une capacité de nouaison normale du riz. Sur cette base, l'équipe a créé le matériel L3 sur fond de Jiafengyou 3, qui a fait l'objet d'une validation de suivi sur cinq générations consécutives, fournissant une base importante pour la transmission intergénérationnelle de la composition génétique de combinaisons hybrides de qualité.

Afin de vérifier le champ d'application de cette technologie, l'équipe a validé 20 combinaisons de riz hybride représentatives de Chine, d'Asie du Sud et d'Asie du Sud-Est, couvrant les types indica à trois lignées, indica-japonica à trois lignées et indica à deux lignées, et a obtenu des matériels apomictiques correspondants, parmi lesquels 18 combinaisons présentaient un taux de clonage supérieur à 90 %.

Cette année, l'équipe a en outre mis en place des essais au champ en saison normale dans plusieurs zones écologiques à Pékin, Hefei, Changsha, Hangzhou et Sanya, dans des zones dédiées à la sélection biologique, couvrant différents environnements écologiques allant de la région rizicole du Nord, de la région rizicole du cours moyen et inférieur du Yangtsé jusqu'à la région rizicole tropicale du Sud de la Chine. L'équipe a déployé des matériels apomictiques pour examiner leur comportement sous différentes latitudes, conditions de lumière et de température et environnements écologiques rizicoles, faisant passer l'évaluation technologique d'un matériel unique à de multiples contextes génétiques et zones écologiques.

Les résultats montrent que l'apomixie artificielle progresse de « la capacité d'un matériel unique à se reproduire par clonage » vers « la capacité de différentes combinaisons de qualité à être transformées et validées dans différentes zones écologiques ». À l'avenir, il devrait être possible de transformer directement des variétés hybrides matures, validées par des années de production, en matériels « à une lignée » capables de se reproduire en continu, raccourcissant considérablement le cycle d'entrée de la technologie dans l'industrie et améliorant l'efficacité de la mise à niveau des variétés hybrides matures vers la « méthode à une lignée ».

Lors de cette réunion d'observation, l'équipe a démontré la mise en place de modes de plantation à un plant, deux plants et trois plants, combinant la sélection moléculaire et la régulation culturale pour explorer des mesures d'accompagnement visant à améliorer la stabilité des populations. Dans les conditions de culture présentées, les matériels concernés ont montré une bonne vigueur de population et de bonnes caractéristiques agronomiques.

Li Jiayang, directeur du laboratoire de Yazhou Bay et académicien de l'Académie chinoise des sciences, a déclaré que la fixation de l'hétérosis est une orientation de recherche importante pour la sélection du riz hybride, et que les progrès actuels de la recherche montrent son bon potentiel d'application. Mais en même temps, les résultats obtenus à ce stade sont encore loin d'une véritable application à grande échelle en production, et de nombreux défis concrets restent à relever. L'influence de l'environnement sur les caractères apomictiques, la stabilité des performances dans différents contextes génétiques, la fiabilité de la reproduction à long terme sur plusieurs générations, ainsi que le système de technologies culturales associées, nécessitent encore des recherches systématiques continues. Il a suggéré de poursuivre en profondeur la recherche sur les mécanismes fondamentaux, de renforcer la validation multi-écologique et multi-générationnelle, et de s'efforcer de constituer un système technologique stable, reproductible et adapté à l'application en production.