Améliorer l'assimilation du phosphate par les cultures
Le phosphore est un élément essentiel pour la croissance des plantes et il est impliqué dans une multitude de fonctions. La faible disponibilité de phosphore inorganique (Pi) est une contrainte majeure pour de nombreux systèmes agricoles à faibles niveaux d'intrants dans le monde. En conséquence, le projet IMPACT (Improved millets for phosphate acquisition and transport), financé par l'UE, avait pour objectif d'augmenter l'efficacité de l'utilisation du phosphate pour une culture essentielle, le millet des oiseaux (Setaria italica). Plusieurs familles de protéines de transport membranaire désignées sous le nom de PHt1 sont impliquées dans l'assimilation du Pi du sol et dans sa répartition au sein de la plante. Le projet IMPACT a caractérisé les PHt1 de S. italica pour déterminer si le niveau d'expression ou d'affinité pour le substrat est une approche efficace pour améliorer l'efficacité de l'utilisation de phosphate. Au total, 54 génotypes différents de S. italica ont été cultivés sur un support inerte sans nutriments (perlite) et alimentés avec une solution contenant soit des niveaux faibles, soit des niveaux élevés de Pi. Un phénotypage complet des jeunes plants a été effectué pour les deux niveaux de Pi. Le génotype présentait une bonne variation phénotypique à la fois pour les niveaux faibles et élevés, le génotype 1851 présentant la meilleure réponse à un niveau de Pi faible. Les rendements des graines des différentes variétés de S. italica ont également été analysés par culture dans des sols naturels avec des niveaux de Pi faibles et élevés. Un certain nombre de caractéristiques des plantes ont également été analysées et le génotype 663 a produit la meilleure réponse à un sol pauvre en Pi. Le génotype 1851, qui a produit les meilleurs résultats dans les essais sous serre, présentait également de bonnes performances dans des conditions de culture en plein champ. Les chercheurs ont utilisé 26 marqueurs de répétition de séquence simples du millet des oiseaux pour trouver le polymorphisme génétique et détecter le marqueur associé à l'efficacité de l'utilisation des phosphates parmi ces génotypes. Globalement, le marqueur SIGMS4692 s'est avéré être le marqueur le plus significatif pour les traits associés à la tolérance à un faible niveau de Pi dans S. italica. Le millet des oiseaux a également été transformé avec des membres de la famille PHt1 et des mutations sélectionnées de type sauvage, puis testé pour les performances dans différents régimes d'exposition au phosphore. Les transporteurs SiPHT1;2 et SiPHT1;7 présentaient une croissance plus importante proche de celle obtenue avec un témoin de contrôle PHO84 sous faible Pi. Les études moléculaires conduites dans le cadre du projet IMPACT permettront d'améliorer l'efficacité de l'utilisation des phosphates dans S. italica et d'améliorer le rendement dans d'autres cultures, favorisant ainsi une agriculture durable avec un apport réduit en engrais phosphatés synthétiques.
Mots‑clés
Phosphate, cultures, phosphore inorganique, millet des oiseaux, Setaria italica, PHt1
