Améliorer la tolérance du maïs à la sécheresse et la productivité du sorgho

Le changement climatique accentue les risques de pénurie d'eau, le maïs et le sorgho étant confrontés à des défis en matière d'efficacité hydrique malgré leur métabolisme C4. Le maïs consomme généralement plus d’eau d’irrigation que le sorgho dans des régions comme la France, mais ces deux cultures présentent une grande efficacité d’utilisation de l’eau. Bien que le sorgho soit souvent considéré comme tolérant à la sécheresse, sa formation de grains est sensible aux déficits hydriques, ce qui limite son utilisation dans les régions arides. La recherche génétique, notamment les expériences de transfert de gènes, a mis en évidence un potentiel d’amélioration de la tolérance à la sécheresse, mais peu de variétés commerciales sont disponibles. Des génotypes tolérants sont actuellement utilisés au Mexique (maïs), en Afrique de l’Est (maïs) et en Inde/Australie (sorgho). La tolérance à la sécheresse du maïs s’est améliorée grâce à la sélection, en particulier dans les régions tempérées où les nouvelles variétés maintiennent leurs rendements en période de sécheresse sans compromettre la productivité globale. Les variétés de maïs tropicales mises au point par le CIMMYT pour les zones sujettes à la sécheresse recèlent un potentiel inexploité d’adaptation aux conditions européennes grâce à l’utilisation des ressources génétiques du téosinte et du Tripsacum. Les stratégies de tolérance à la sécheresse dépendent fortement du scénario : le maintien du nombre de grains peut réduire la qualité du rendement en cas de sécheresse sévère, tandis que les avantages d’un enracinement profond dépendent des conditions du sol. Il n’existe pas de solution universelle ; la sélection doit privilégier les caractères spécifiques au contexte. La réputation du sorgho en matière de tolérance à la sécheresse contraste avec sa productivité inférieure à celle du maïs. Il se montre sensible aux déficits hydriques, avec des écarts de rendement pouvant atteindre 30 q/ha entre les cultures irriguées et non irriguées en France. Sa tolérance pourrait provenir d’une absorption soutenue d’azote et d’une photosynthèse efficace malgré une humidité du sol variable. Le caractère « stay-green » — qui prolonge l’activité photosynthétique après la floraison — est essentiel à la résilience face à la sécheresse. En Europe, la sélection du sorgho s’est concentrée sur l’hybridation via la stérilité mâle cytoplasmique, mais les progrès ont été freinés par la sensibilité à la photopériode et l’exploration limitée de la diversité tropicale. Le programme mené par l’USDA dans les années 1960 a permis de réduire la sensibilité à la photopériode, mais le potentiel de productivité du sorgho pourrait être intrinsèquement limité par la durée du cycle et les taux de développement des panicules. Une redistribution des produits de la photosynthèse ou une optimisation des stades de croissance pourraient améliorer les rendements sans allonger les cycles. Les recherches sur la tolérance à la sécheresse du maïs ont permis d’identifier des mécanismes génétiques clés et des QTL, qui sont désormais intégrés dans les programmes de sélection. La sélection assistée par marqueurs (MAS) et les études sur la sous-unité B du facteur nucléaire Y (NF-Y) visent à améliorer la qualité fourragère du sorgho et sa résilience face à la sécheresse. La cartographie génétique comparative entre le maïs et le sorgho a révélé des segments chromosomiques dupliqués, permettant ainsi des analyses inter-espèces. Si des progrès sont manifestes, il reste encore une marge importante pour améliorer la tolérance à la sécheresse grâce à une sélection adaptée à des scénarios spécifiques, à la modélisation génétique et à l’exploitation de la diversité tropicale. Ces efforts visent à maintenir la productivité agricole face à une pénurie d’eau croissante.