Le millet commun poussant dans l'ouest du Nebraska, qui aurait été l'une des premières cultures domestiquées. Il est cultivé dans les pays en développement comme source de nourriture et aux États-Unis et en Europe pour le fourrage et les graines pour oiseaux. Crédit :Santosh Rajput
Dans les tropiques semi-arides d'Asie et d'Afrique, les conditions peuvent être difficiles pour les cultures. Les plantes doivent avoir des saisons de croissance courtes, survivre sur des sols pauvres et tolérer les stress environnementaux.
Entrez, les millets.
Près de 97 % des mils cultivés dans le monde sont produits dans les pays en développement. Les millets sont un groupe diversifié de cultures céréalières. Surtout, ils ont généralement un contenu nutritionnel élevé.
"Cependant, les millets ont été largement négligés par la recherche génétique moderne", explique Matthew Johnson, chercheur à l'Université de Géorgie. Dans une nouvelle étude, Johnson, avec des collègues indiens, a généré certaines des premières ressources génétiques pour trois variétés différentes de millet.
Au fur et à mesure que des ressources génétiques sont créées pour des cultures moins étudiées, les chercheurs peuvent mieux tirer parti de la diversité génétique au sein de la famille de cultures. Cela peut conduire au développement de nouvelles variétés de cultures. "Nos résultats donneront aux chercheurs des outils pour développer de meilleures variétés de mil pour les agriculteurs", déclare Johnson.
Millet kodo poussant en Inde. Le millet kodo est une culture orpheline qui peut produire de la nourriture dans des environnements chauds et secs. Crédit :M. Vetriventhan
La plupart des agriculteurs qui cultivent du mil sont de petits exploitants (exploitant moins de 5 acres). Les millets sont cruciaux pour leur subsistance. En effet, ils peuvent pousser sur des terres marginales et ont besoin de moins d'eau que la plupart des cultures.
"Les millets poussent également beaucoup plus vite que la plupart des autres grandes cultures", explique Johnson. C'est important parce que les agriculteurs peuvent planter du mil si les conditions météorologiques ou les catastrophes naturelles font échouer les premières plantations. "Ainsi, avec le millet, les agriculteurs peuvent au moins obtenir une récolte", dit-il.
L'équipe de Johnson a séquencé et analysé l'ADN de trois espèces de mil - kodo, petit et proso. "Ce sont trois cultures pour lesquelles relativement peu de ressources ont été développées", explique Johnson.
Les matières premières végétales ont été obtenues auprès de l'Institut international de recherche sur les cultures des tropiques semi-arides en Inde. L'objectif des chercheurs était de mieux comprendre la diversité génétique au sein et entre chaque variété de mil. "Comprendre cette diversité est une étape importante dans le développement de meilleures variétés de cultures", déclare Johnson.
Ils ont découvert de minuscules différences dans les séquences d'ADN des différentes plantes. Ces différences génétiques peuvent finalement être liées à des caractéristiques telles que la tolérance à la sécheresse et le taux de croissance.
Petit millet poussant en Inde. Le petit millet est une culture orpheline qui peut pousser dans les climats chauds et secs. Il est précieux pour la sécurité alimentaire régionale. Crédit :M. Vetriventhan
«La génétique et les tests sur le terrain vont de pair», déclare Johnson. La culture de différents types de mil peut fournir des informations sur le rendement et la période de floraison, entre autres caractéristiques. "Nous devons associer ces résultats à la connaissance de la parenté génétique des plants de millet", dit-il.
En rassemblant les résultats de terrain et les données génétiques, les chercheurs identifient les caractères recherchés et développent des variétés améliorées. "Nous pouvons continuer à améliorer ces variétés année après année", déclare Johnson.
Une partie importante de la sélection de variétés souhaitables d'une culture consiste à comprendre comment les variétés existantes sont liées les unes aux autres. "Nous avons pu trouver des preuves que la compréhension antérieure de la façon dont les variétés de mil sont liées les unes aux autres ne reflétait pas toujours leur génétique", explique Johnson.
Les classifications existantes ont été faites sur la base des caractéristiques physiques. Mais il s'avère que ce ne sont peut-être pas des reflets exacts de relations génétiques étroites.
"Considérez cela comme une tentative de classer les relations génétiques entre les humains en fonction de la couleur des cheveux", dit-il. « La couleur des cheveux est génétiquement contrôlée. Toutes les personnes aux cheveux blonds, par exemple, ont des liens génétiques. »
"Mais il y a tellement plus que la couleur des cheveux qui détermine à qui nous sommes génétiquement liés", déclare Johnson. «Parfois, les frères et sœurs peuvent avoir une couleur de cheveux différente. Cependant, ils seront plus étroitement liés les uns aux autres qu'à un étranger qui se trouve avoir la même couleur de cheveux."
La découverte de la génétique sous-jacente, comme dans cette étude, peut aider les phytogénéticiens à développer des variétés de mil avec les caractéristiques physiques souhaitées. « Le millet est une excellente culture », déclare Johnson. "Je pense qu'ils peuvent diversifier notre alimentation et contribuer aux sources et à la sécurité alimentaires alors que notre climat continue de changer."
En savoir plus sur ce travail dans The Plant Genome . Cette recherche a été financée en partie par l'Institut international de recherche sur les cultures des tropiques semi-arides et l'Université de Géorgie.
Référence :« Analyses de la structure de la population à l'échelle du génome de trois millets mineurs :millet kodo, petit millet et millet proso » par Matthew Johnson, Santosh Deshpande, Mani Vetriventhan, Hari D. Upadhyaya et Jason G. Wallace, 5 septembre 2019, Le génome végétal .
DOI :10.3835/plantgenome2019.03.0021
