La réponse au déficit hydrique post-floral de la collection de sorgho

Collection de sorgho

La collection et la conservation du sorgho ont été boostées durant ces dernières décennies dans le but d’éviter la disparition des espèces naturelles et des parents sauvages du sorgho cultivé. Dès lors sont devenues parties intégrantes, la collection et la conservation de germoplasmes des programmes d’amélioration au niveau mondial. Le sorgho est conservé dans le monde entier à travers différents centres. Sa collection de germoplasmes fait environ 168 500 accessions. Les plus grands détenteurs de ses ressources génétiques sont : NPGS (Système National pour le Germoplasme des Plantes; aux Etats-Unis) et l’ICRISAT (institut international de recherche sur les cultures des zones tropicales semi-arides; à Patancheru, Andhra Pradesh en Inde). Ensuite viennent d’autres comme Soudan, Ethiopie, Afrique du Sud, Chine (Reddy et al., 2006).

La collection NPGS

La collection NPGS des Etats-Unis compte 42 221 accessions (Grenier, 2000), soit 41 860 plus récemment, en partie issues d’une duplique de la collection de l’ICRISAT. Ces accessions proviennent de 114 pays (Cuevas et al., 2018). 

La collection de l’ICRISAT

Elle dispose de 36 000 accessions selon Grenier, (2000) et ce nombre est passé à 36 774 accessions venant de 91 pays dont le Sénégal d’après Reddy et al., (2006). Dans celle-ci, sont répertoriées 30 950 variétés traditionnelles, 5 327 lignées améliorées et 417 formes sauvages soit 85 ,3% d’espèces naturelles (traditionnelles), 13,2% de matériel de culture, 1,2% d’espèces sauvage et 0,3% de cultivars. Les 5 races y sont représentées de même que les 10 hybrides (Reddy et al., 2006).

La collection de sorgho du Sénégal

De nombreuses collections ont été réalisées au Sénégal dont celle de sorgho au Centre National de Recherches Agronomiques (CNRA) de Bambey (Gueye, 2016). D’après Mauboussin et al., (1977), la collection de sorgho du Sénégal comprend 838 lignées en 1975 reparties en 5 collections (rubriques). Entre 1988 et 1993, elle est passée respectivement de 897 à 1 251 accessions (Diatta, 2011). Cette collection maintenue à l’ISRA/CNRA de Bambey est subdivisée en plusieurs sous collections (Gueye, 2016) comme: La sous-collection locale : elle est issue de la prospection de la FAO en 1987. Elle compte 69 accessions de type Guinea, avec un cycle de 90 à 110 jours et une hauteur de 2,5 à 4m. 4 La sous-collection des écotypes tardifs : elle est constituée de variétés améliorées et d’écotypes tardifs introduits suite à des travaux de prospection de la FAO entre 1977 et 1978. Leur cycle se situe entre 120 et 140 jours avec une hauteur de 2 à 4m La sous-collection des écotypes très tardifs : ce sont des sorghos à anthocyanine pour la plupart, composés d’écotypes locaux et de variétés introduites à partir des récoltes de 1970, 1971 et 1972. Ils ont un cycle de 125 à 160 jours et une hauteur de 2 à 4m. La sous-collection ROCARS : elle compte des variétés sélectionnées par le Réseau Ouest et Centre Africain de Recherche sur le Sorgho. Leur hauteur est comprise entre 1,5 et 3m et un cycle de 80 à 120 jours.

Physiologie du sorgho en condition de sècheresse

Concepts et définition de la sécheresse

La sècheresse est un terme englobant des notions distinctes. Elle peut être liée à un manque d’eau ponctuel (sècheresse) ou structurel (aridité). Elle définit donc un déficit pluviométrique non systématique et caractérisé par la valeur de son écart par rapport aux valeurs pluviométriques moyennes (Gaufichon et al., 2010). A l’échelle de la plante, des précisions sont apportées. D’une part, Sine, (2003) s’appuyant sur Bray, (1997), définit le stress hydrique comme un état dans lequel la transpiration de la plante dépasse sa capacité d’absorption ou de transport de l’eau dans les feuilles. D’autre part, selon Akata, (2017), c’est une condition où la demande hydrique de la plante dépasse de plus de 50% de l’eau disponible dans la rhizosphère par suite d’une insuffisance de pluies. Néanmoins, la définition qui sera utilisée dans ce travail est la sécheresse agricole qui se produit pendant la saison culturale lorsque la teneur en eau dans les réservoirs superficiels du sol, alimentés par les pluies est faible (Gaufichon et al., 2010). Elle sera souvent dénommée « stress hydrique ou déficit hydrique» et sera discutée à l’échelle de la plante. 

Conséquences de la sécheresse sur la productivité du sorgho

Le déficit hydrique a des conséquences variables sur les rendements. C’est l’un des stress abiotiques les plus dommageables du point de vue rendement. Dans de nombreux pays, il est la cause de carences alimentaires où des pertes dépassant 29 milliards de dollars sont notées entre 2005 et 2015 (Abdel-Ghany et al., 2020). Les travaux réalisés sur la production mondiale en céréales montrent des écarts régionaux importants. Ils s’échelonnent sur 1t à 10t/ha respectivement dans les pays du Sahel et certains pays d’Europe. En Afrique, le manque de pluie peut être à l’origine d’une perte énorme voire de la totalité des récoltes. En revanche, dans les 5 pays développés, l’accès aux gros moyens: haute technologie d’irrigation, traitement d’eau, utilisation d’engrais chimiques permettent de maintenir la production à un niveau élevé (Gaufichon et al., 2010). I.2.3 Réponses photosynthétique au stress hydrique Les effets de la sècheresse se manifestent à tous les stades phénologiques. Chez la quasi-totalité des plantes, la première réponse pour faire face au déficit hydrique consiste à la fermeture des stomates pour éviter les pertes d’eau par transpiration. Ce qui est à l’origine d’une baisse de turgescence foliaire (fanaison) et/ou du potentiel hydrique, voire de l’humidité atmosphérique (Farooq et al., 2009; Maroco et al., 1997). Durant les années 1970 à 1980, certains auteurs ont pensé que la fermeture des stomates est le facteur déterminant de la baisse photosynthétique sous déficit hydrique (Cornic & Massacci, 1996). Farquhar & Sharkey, (1982) ont proposé une approche pour comprendre l’interaction stomate-chloroplaste dans le control de la photosynthèse. Selon ce modèle, la limitation directe de la photosynthèse liée à l’action des stomates reste réduite. Une grande partie de l’effet de l’environnement sur la photosynthèse est liée au photosystème II (PSII), plus spécifiquement à la régénération du RuBP (rubilose bisphosphate). La diminution de l’activité de PSII entraine l’augmentation du CO2 interne par rapport au CO2 externe et en conséquence, les stomates se ferment graduellement. A cet effet, le CO2 interne diminue après quoi s’en suit une activité stomatique qui se réalise en vue de maintenir un taux constant de CO2 interne-externe (taux de transpiration de la feuille). Krieg & Hutmacher, (1986) confirment que sous l’effet d’un stress hydrique, la variation photosynthétique du sorgho est due à l’activité du PSII, plutôt qu’aux stomates. De nombreuses études ont montré que la fermeture des stomates est plus liée à l’humidité du sol plutôt qu’au statut hydrique foliaire. Cela suggère que les stomates répondent à un signal chimique ABA qui est produit par les racines déshydratées, alors que le statut hydrique foliaire est constant (Nguyen & Blum, 2004). Loreto et al., (1995) montrent que la photosynthèse est maximisée à 37°C. Audessus de 40°C, elle décline. Quant à la transpiration, elle baisse entre 34-44°C selon le génotype.