Une équipe de scientifiques internationaux ayant étudié les informations sur les séquences d'ADN de variétés de manioc cultivées dans le monde entier a fourni des preuves claires sur l'ascendance du manioc. Ils ont également publié un assemblage de génome de haute qualité de cette culture rustique, qui sera très utile pour les efforts d'amélioration du manioc.
Le manioc est un aliment de base très important en Afrique subsaharienne, mais son rendement et sa qualité sont compromis par deux maladies virales dévastatrices : la mosaïque du manioc (CMD), qui provoque la déformation, l'enroulement et le jaunissement des feuilles, et la striose brune du manioc (CBSD), qui entraîne un brunissement sévère des racines de réserve. Les nouvelles ressources de séquences d'ADN aideront les scientifiques à développer des variétés résistantes à ces maladies virales.
L'équipe comprenait des scientifiques de l'Institut international d'agriculture tropicale (IITA), le Université de Californie, le Joint Genome Institute du Département de l'Énergie des États-Unis, et des Organisations Nationales de Recherche Agronomique de Tanzanie, du Nigéria, des Fidji et de Micronésie, entre autres.
L'équipe a séquencé 58 variétés de manioc sauvage et cultivé, y compris des espèces apparentées telles que Caera ou l'arbre à caoutchouc indé(Manihot glaziovii), et a génotypé 268 variétés de manioc africain. L'équipe a publié les résultats dans le numéro d'avril de la revue Nature Biotechnology. L'article s'intitule “Séquençage du manioc sauvage et cultivé (Manihot esculenta) et les espèces apparentées révèlent une vaste hybridation interspécifique et une grande diversité génétique”.
“ Le développement de ressources génomiques, telles que cette séquence de référence à l'échelle des chromosomes, a accru la compréhension de la diversité génétique du manioc et de ses apparentés sauvages, et a donné un aperçu de sa structure de population. On s'attend à ce que cela accélère les progrès de la recherche en biologie fondamentale et de l'amélioration génétique ”, déclare Morag Ferguson, généticien moléculaire à IITA-Kenya et l'un des scientifiques impliqués dans cet effort et co-auteur de l'article.
L'étude a également fourni des preuves évidentes pour soutenir l'hypothèse selon laquelle le manioc a été domestiqué à partir d'une espèce sauvage, connue sous le nom de M. esculenta sous-espèce flabellifolia, dans la partie occidentale de la région du sud de l'Amazonie au Brésil, et a traversé un “ goulot d'étranglement génétique ”, restreignant la quantité de diversité génétique du manioc.
Cette réduction de la diversité génétique du manioc, en particulier en Afrique, a résulté de l'utilisation d'un nombre limité de parents dans le développement de nouvelles variétés. C'est une connaissance importante pour guider les décisions de sélection afin de restaurer la variation perdue.
“ Nous sommes ravis des résultats de cette étude. En tant que culture multipliée par voie clonale, l'amélioration génétique du manioc par la sélection conventionnelle est une entreprise complexe et longue. Par conséquent, la compréhension de la diversité génétique du manioc et de ses espèces sauvages apparentées soutiendra les efforts de sélection génomique ”, déclare Peter Kulakow, responsable du programme d'amélioration du manioc de l'IITA, basé à Ibadan, au Nigéria.
Historique du programme d'amélioration du manioc en Afrique
L'étude a également fourni des informations utiles sur les variétés de manioc en Afrique et leur historique de sélection. Les scientifiques ont étudié des variétés issues d'un ancien programme de sélection du manioc à Amani, dans la province de Tanga, en Tanzanie, qui avait été lancé sous les Allemands, fermé pendant la Seconde Guerre mondiale, puis rouvert par les Britanniques. Son objectif était de sélectionner des maniocs résistants à la mosaïque du manioc, et plus tard, à la virose de la striure brune du manioc.
Après avoir examiné le manioc de nombreuses régions du monde, ces premiers obtenteurs ont été incapables de trouver des variétés présentant des niveaux élevés de résistance à ces maladies et ont par conséquent eu recours à des croisement avec des espèces sauvages, notamment M. glaziovii et “ manioc en arbre ”. Introduit en Tanzanie à l'époque de la colonisation allemande pour la production de caoutchouc, M. glaziovii et leurs hybrides interspécifiques “ manioc en arbre ” poussent désormais à l'état sauvage, en particulier dans les zones côtières de la Tanzanie. Les feuilles du manioc en arbre sont consommées comme légume.
Les informations relatives aux séquences ont révélé que certaines des variétés de manioc populaires en Tanzanie, notamment le Namikonga et le Muzege, contiennent encore des sections de M. glaziovii dans leurs génomes. Ces variétés comptent également parmi les plus tolérantes au CBSD. D'autres variétés populaires sont apparentées et proviennent probablement du programme d'Amani ; il s'agit notamment de Nachinyaya, d'Albert et de Kibaha.
Suite à la fermeture du programme de sélection d'Amani, nombre de ces variétés ont été transférées à la Moor Plantation au Nigeria. Le programme de sélection du manioc de l'IITA a largement utilisé ces hybrides interspécifiques de la Moor Plantation pour produire un grand nombre de variétés améliorées à haut rendement résistantes aux ravageurs et aux maladies. La preuve en est apportée par des sections de traces de M. glaziovii ADN qui ont été trouvés dans de nombreuses variétés développées par l'IITA. Ces sections sont cependant rares dans les variétés paysannes d'Afrique centrale et de l'Est.
D'autres institutions participant à l'étude comprenaient la station de recherche de Koronivia (Fidji) ; Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) (Vanuatu) ; Institut de recherche agricole de Mikocheni (Tanzania) ; Institut de recherche agricole de Naliendele (Tanzania) ; Donald Danforth Plant Science Center (États-Unis) Université Cornell (USA), Université Monash (Australie) ; et Dow AgroSciences (États-Unis)
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L'IITA est l'un des principaux partenaires de recherche au monde pour trouver des solutions à la faim, à la malnutrition et à la pauvreté. Son approche primée de recherche pour le développement (R4D) répond aux besoins de développement des pays tropicaux. L'IITA travaille avec des partenaires pour améliorer la qualité et la productivité des cultures, réduire les risques pour les producteurs et les consommateurs, et générer de la richesse à partir de l'agriculture. L'IITA est une organisation à but non lucratif fondée en 1967 au Nigéria et régie par un Conseil d'administration. L'IITA travaille sur les cultures suivantes : le niébé, le soja, la banane/banane plantain, l'igname, le manioc et le maïs. Il est membre du CGIAR, un partenariat mondial de recherche agricole pour un avenir sûr sur le plan alimentaire.
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