Les drones et la génétique s'associent pour un blé plus résistant à la sécheresse

Une nouvelle étude montre comment l'utilisation de drones équipés de caméras avancées, capables de détecter à la fois la chaleur et la lumière, peut aider les scientifiques à mieux évaluer la résistance des plants de blé cultivés en plein champ au changement climatique. En survolant des centaines de variétés de blé avec ces drones, les chercheurs ont pu estimer des caractéristiques clés telles que l'efficacité de la respiration foliaire, la densité foliaire et la teneur en chlorophylle des plants. Ils ont ensuite associé ces caractéristiques à des gènes spécifiques du blé, identifiant ainsi des marqueurs génétiques associés à de meilleures performances en conditions normales et sèches. Cette approche facilite la recherche et le développement de variétés de blé plus résilientes aux défis climatiques, contribuant ainsi à garantir la sécurité alimentaire future.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Faculté d'agriculture, d'alimentation et d'environnement de l'Université hébraïque et de l'Institut Volcani révolutionne la façon dont les scientifiques percent les secrets de la résilience du blé. Grâce à des drones équipés de caméras thermiques et hyperspectrales avancées, l'équipe a découvert une méthode plus rapide et plus précise pour identifier les variétés de blé capables de prospérer dans les climats chauds et secs, une priorité absolue face à l'insécurité alimentaire mondiale et au changement climatique.

L'étude, dirigée par le doctorant Roy Sadeh sous la supervision du Dr Ittai Herrmann et du professeur Zvi Peleg de l'Institut Robert H. Smith de sciences végétales et de génétique en agriculture de l'Université hébraïque , et récemment publiée dans Computers and Electronics in Agriculture , a utilisé des vols de drones au-dessus d'expériences sur le blé situées dans l'abri anti-pluie du centre de recherche et d'enseignement Pheno-IL pour la phénomique du stress des cultures afin de recueillir des images détaillées capturant à la fois la chaleur émise et la lumière réfléchie par les plantes. Ces images ont permis aux chercheurs d'estimer la capacité des différentes variétés de blé à gérer l'eau par leurs stomates, de minuscules pores sur les feuilles qui régulent l'humidité et les échanges gazeux. Des caractéristiques telles que l'indice de surface foliaire et la teneur en chlorophylle ont également été suivies.

À l'aide de modèles d'apprentissage automatique, l'équipe de recherche a analysé ces données sur deux saisons de croissance. Elle a réussi à relier ces caractéristiques végétales à des régions spécifiques du génome du blé, identifiant 16 marqueurs génétiques liés à de meilleures performances en conditions optimales et en conditions de sécheresse. Ces marqueurs ont été validés lors d'un essai complémentaire en champ.

« Jusqu'à présent, mesurer la conductance stomatique (la capacité de la plante à réguler l'eau) était lent et nécessitait des outils manuels », a déclaré Roy Sadeh, premier auteur de l'étude . « Cette approche par drone offre un nouveau moyen rapide et performant d'identifier les plantes résistantes à la sécheresse, sans les toucher. »

Ces résultats offrent une voie concrète aux sélectionneurs souhaitant développer un blé performant et résilient au climat. L'intégration de la technologie des drones à l'analyse génétique pourrait accélérer considérablement la sélection, permettant ainsi à l'agriculture de s'adapter à la demande alimentaire mondiale et à l'évolution des conditions environnementales.

À propos de l'étude
La recherche a porté sur 300 génotypes de blé divers cultivés dans des conditions optimales et de sécheresse dans un abri anti-pluie. L'équipe a utilisé des modèles de machines à vecteurs de support pour estimer les caractéristiques des plantes à partir d'images collectées par drone, obtenant une amélioration de 28 % de la précision de l'estimation de la consommation d'eau. Cette étude représente la première fois que des mesures de conductance stomatique par drone ont été utilisées pour cartographier les marqueurs génétiques du blé.

Alors que le changement climatique continue de mettre à rude épreuve les systèmes alimentaires mondiaux, des innovations comme celle-ci offrent un puissant levier pour pérenniser l'agriculture. En combinant technologie de pointe et connaissances génétiques, cette recherche ouvre la voie à un développement plus rapide de variétés de blé capables de résister à la chaleur, à la sécheresse et à d'autres stress climatiques, contribuant ainsi à garantir la sécurité alimentaire des générations futures.

https://www.eurekalert.org/news-releases/1085384

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169925005174