EVALUATION DES CULTIVARS LOCAUX DE PRUNIER POUR LA TOLERANCE AU STRESS HYDRIQUE. Par Anas Hamdani(1,2) et Rachid Razouk(1)

Anas Hamdani, PhD student (INRA Meknès – FST Beni Mellal)

Anas Hamdani, PhD student (INRA Meknès – FST Beni Mellal)

Les recherches visant à améliorer la résilience de l’agriculture à la sècheresse sont principalement basées sur deux approches : i) l’optimisation de l’irrigation déficitaire tenant compte des besoins en eau suivant les stades phénologiques, tout en intégrant des outils SMART pour une irrigation de précision et ii) l’exploration de la variabilité intraspécifique pour sélectionner des cultivars tolérants au stress hydrique. Suivant cette dernière approche, des travaux de criblage de quelques collections de prunier sous irrigation déficitaire, menés de par le monde, ont mis en exergue un degré important de plasticité de l’espèce au stress hydrique (Paudel et al., 2020). La recherche de cultivars tolérants à la sécheresse au sein de la diversité existante est donc un objectif important pour cette espèce. Elle doit d’abord prendre en compte la variabilité phénotypique des facteurs externes, dont principalement le rendement et la qualité du fruit, qui déterminent la valeur commerciale du cultivar et ainsi son degré d’adoption par les agriculteurs. En outre, des analyses physiologiques et biochimiques (facteurs internes) sont nécessaires pour la compréhension des mécanismes impliqués et prédire la stabilité des performances des cultivars à moyen et long terme.

De telles études sont beaucoup plus justifiées dans des zones où les scénarios climatiques sont alarmants, ce qui est le cas pour l’ensemble du bassin méditerranéen, notamment au niveau des pays du sud. Jusqu’à présent, aucune variété de prunier n’est connue mondialement comme plus tolérante au stress hydrique. De plus, les connaissances en termes de critères de sélection pour ce trait génétique, aussi bien morpho-physiologiques que moléculaires, restent à approfondir pour une orientation ciblée des prospections et des programmes d’amélioration génétique. Dans ce contexte, 11 cultivars de prunier de type Japonais (Prunus salicina L.), greffés sur le porte-greffe Myrobolan, ont fait l’objet d’une caractérisation morpho-physiologique et biochimique multivariée en vue d’évaluer leur plasticité phénotypique au stress hydrique (Figure 1).

Figure 1 : Paramètres morpho-physiologiques et biochimiques mesurés pour l’évaluation de la réponse des cultivars de prunier au stress hydrique

La démarche méthodologique a consisté globalement en l’analyse comparative des effets d’une irrigation déficitaire de 50% de l’évapotranspiration de la culture (ETc), appliquée tout au long de la période de croissance du fruit sur 5 arbres par cultivar, ayant été comparés à leurs homologues irrigués à 100% ETc. L’expérimentation a été menée sur deux années consécutives (2019-2020) au domaine expérimental de l’INRA à Ain Taoujdate, suivant un dispositif en blocs aléatoires complets.

Pour l’évaluation de la plasticité au stress hydrique au sein de la collection étudiée, une classification hiérarchique des cultivars a été réalisée suivant la carte thermique bi-dimensionnelle (heatmap analysis), basée sur les indices de stabilité des niveaux de rendements, de croissance végétative et des paramètres de qualité du fruit (valeur sous stress / valeur sous irrigation complète). Ainsi, trois groupes homogènes des cultivars ont été distingués pour leur réponse au stress hydrique (Tableau 1). Le premier groupe comprend les trois cultivars, ‘Golden Japan’, ‘Black-A41’ et ‘Fortu-43’ pour lesquels le rendement et le poids du fruit ont été moins affectés par le stress hydrique appliqué, avec des diminutions respectives moyennes de 18% et 22%. Ces cultivars sont donc classés comme les plus tolérants à la sécheresse au sein de la collection, avec une supériorité pour le cultivar ‘Fortu-43’ de par son efficience d’utilisation de l’eau (EUE) élevée, de 9.05 kg m-3 par arbre en moyenne. Le deuxième groupe contient les deux cultivars ‘Timhdit’ et ‘Black-D35’, classés comme les plus sensibles au stress hydrique, avec une faible EUE de 0.65 et 1.94 kg m-3, respectivement. Le troisième groupe regroupe les autres cultivars, dont le niveau de tolérance à la sécheresse a été évalué intermédiaire, avec une EUE moyenne de 3.37 kg m-3.

Afin d’identifier les marqueurs de tolérance à la sécheresse parmi les traits morpho-physiologiques et biochimiques observés, un test de corrélation a été réalisé entre leurs valeurs sous irrigation complète et les valeurs moyennes de leurs indices de stabilité en réponse au stress hydrique. De plus, une analyse en composantes principales (ACP) a été réalisée sur l’ensemble de ces traits en vue de déterminer les plus discriminants d’entre eux. Ainsi, les traits qui sont à la fois discriminants par ACP et corrélés significativement aux indices de stabilité sont donc considérés comme des marqueurs potentiels de tolérance à la sécheresse chez le prunier. Ainsi, deux traits marqueurs ont été distingués, à savoir : i) une faible conductance stomatique et ii) une teneur élevée en sucres solubles aussi bien dans le fruit qu’au niveau foliaire. En outre, la tolérance à la sécheresse s’est montrée fortement corrélée au grand poids du fruit, une faible densité stomatique et une teneur élevée en composés phénoliques. Toutefois, ces trois traits ont été moins discriminants par ACP, ayant été considérés ainsi comme des marqueurs de tolérance à la sécheresse de second ordre.

Cette étude, abordée pour la première fois sur des cultivars Marocains de prunier, a constitué une première étape pour sélectionner des cultivars tolérants à la sécheresse et identifier des marqueurs morpho-physiologiques et biochimiques impliqués. Ses résultats ont été détaillés, à présent, dans deux publications scientifiques (Hamdani et al., 2020, Hamdani et al., 2022). Parmi ses acquis transférables, de grand intérêt pour le développement du secteur du prunier et la gestion rationnelle des ressources hydriques au Maroc, deux cultivars locaux de type Japonais sélectionnés comme plus tolérants au stress hydrique, pouvant être proposés pour la culture en zones semi-arides en vue d’améliorer la résilience du secteur au changement climatique (Figure 2). En outre, les marqueurs de tolérance à la sècheresse identifiés sont de grande utilité pour l’avancement des recherches futures, notamment les travaux d’hybridation, de caractérisation de larges collections et de prospection de nouveaux clones au sein de la diversité locale. Toutefois, faut-il signaler que des recherches supplémentaires seront nécessaires pour vérifier l’implication des traits du fruit dans la tolérance au stress hydrique chez le prunier et démêler les rôles particuliers des sucres solubles.

Figure 2 : Cultivars locaux sélectionnés plus tolérants au stress hydrique comparativement aux variétés usuelles, ‘Golden Japan’ et ‘Santa Rosa’

Figure 2 : Cultivars locaux sélectionnés plus tolérants au stress hydrique comparativement aux variétés usuelles, ‘Golden Japan’ et ‘Santa Rosa’

Références :

Hamdani, A., Charafi, J., Bouda, S., Hssaini, L., Adiba, A., Razouk, R. Screening for water stress tolerance in eleven plum (Prunus salicina L.) cultivars using agronomic and physiological traits. Scientia Horticulturae. 2020. 281, 109992.

Hamdani, A., Hssaini, L., Bouda, S., Adiba, A., Razouk, R., Japanese plums behavior under water stress: Impact on yield and biochemical traits. Heliyon. 2022. in press.

Paudel, I., Hadas, G., Yael, W., Annat, Z., Gal, S., Vlad, B., Tamir K. Drought tolerance of wild versus cultivated tree species of almond and plum in the field. Tree Physiology. 2020, 40(4):454-466.

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1 : INRA Meknès
2 : FST Beni Mellal

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