Investigation de plusieurs modèles AMMI pour déchiffrer l’interaction génotype × environnement (G×E) chez des hybrides interspécifiques de canne à sucre pour les caractères de rendement et de qualité

Pourquoi cette étude sur la canne à sucre est importante

La canne à sucre fait bien plus que sucrer le thé. Elle fournit la majeure partie du sucre mondial et une part importante des carburants renouvelables. Pourtant, les rendements augmentent parfois une saison et diminuent la suivante, même avec de nouvelles variétés prometteuses. Cette étude pose une question pratique aux conséquences larges pour l’alimentation, les carburants et les revenus agricoles : quels types de canne offrent à la fois de forts rendements et une teneur en sucre fiable au fil des années et des cycles de culture ? Les chercheurs utilisent des outils avancés, mais de plus en plus orientés vers les besoins des agriculteurs, pour distinguer les performances éphémères des variétés véritablement robustes.

Culture de nombreuses variétés, de nombreuses façons

L’équipe a testé 19 clones de canne à sucre, principalement issus de programmes indiens, sur une ferme de recherche commerciale pendant deux ans. Ils ont suivi la culture à travers trois cycles couramment cultivés par les agriculteurs : la première mise en terre, la seconde culture de plantation et la canne de rinceau (ratoon) qui repousse des chaumes restants. Pour chaque clone, ils ont mesuré des caractères directement pertinents pour les agriculteurs et les sucreries : nombre de chaumes par hectare, hauteur et diamètre, poids d’une tige, rendement total en canne par hectare, et quantité réelle de sucre extractible produite. Ils ont aussi suivi la qualité du jus à 10 et 12 mois après la plantation, incluant le pourcentage de saccharose, la pureté et le rendement en sucre commercial de canne, un indicateur clé du retour en usine.

Démêler la plante de son environnement

L’une des tâches les plus difficiles en sélection végétale est de déterminer si une variété réussit parce qu’elle est réellement supérieure ou simplement parce qu’elle a bénéficié d’un climat ou d’un sol favorables. Pour aborder cela, les chercheurs ont utilisé une famille d’outils statistiques connue sous le nom de modèles AMMI, conçus pour séparer les effets de la génétique de la plante, de l’environnement et de leur interaction. Ils ont comparé l’approche AMMI traditionnelle à des versions « robustes » plus récentes, conçues pour mieux gérer des points de données aberrants ou extrêmes. Sur cinq caractères principaux de rendement et plusieurs caractères de jus, ils ont constaté que la génétique et l’environnement influençaient fortement les performances, et que l’interaction entre les deux était particulièrement importante pour le rendement en canne, la taille des tiges et le rendement en sucre.

Repérer des cannes à la fois vigoureuses et stables

Pour rendre les résultats exploitables pour la sélection, l’équipe est allée au‑delà des graphiques et a calculé des scores de stabilité pour chaque clone. Ces scores favorisent les variétés qui maintiennent leurs performances proches de la moyenne de tous les environnements plutôt que de fluctuer fortement. Plusieurs clones sont apparus particulièrement fiables. Pour le rendement global en canne, des types tels que Co 15020, Co 19002, Co 15017 et Co 20010 ont montré une grande stabilité. Pour le rendement en sucre par hectare, Co 20010, Co 20005, Co 21004 et Co 15020 se sont distingués. Lorsque les chercheurs ont combiné rendement et stabilité en un indice unique, ils ont mis en avant Co 15017, Co 14012 et Co 15020 comme particulièrement prometteurs pour une production de canne élevée et régulière, et Co 20010, Co 86032 et Co 15017 pour un apport en sucre fiable.

Identifier des cannes précoces à forte teneur en sucre

Toute la canne à sucre n’a pas besoin de rester 12 mois sur le champ. Les types précoces qui atteignent des niveaux élevés de saccharose en 10 mois peuvent aider les sucreries à échelonner les approvisionnements et les agriculteurs à gérer les risques. En utilisant des seuils de saccharose et de pureté à 300 jours, l’étude a classé plusieurs clones comme précoces, notamment Co 11015, Co 15020, Co 20009, Co 20010, Co 20011 et Co 21007. Ces types combinaient des pourcentages de sucre élevés avec un comportement relativement stable d’une saison à l’autre. Un clone, Co 20010, se distinguait par une accumulation précoce élevée de saccharose tout en continuant d’augmenter la teneur en sucre plus tard, ce qui le rend intéressant tant pour les récoltes précoces que standard.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et les sucreries

En termes simples, l’étude montre qu’il est possible d’identifier des clones de canne à sucre qui ne sont pas seulement performants lors d’une bonne année, mais productifs et riches en sucre de façon fiable à travers différents cycles de culture. Parmi les modèles testés, une approche AMMI robuste avec un ajustement linéaire a fourni l’image la plus claire et la plus cohérente des variétés capables de bien gérer des conditions changeantes. Les clones remarquables, en particulier Co 15017 et Co 14012 aux côtés du standard longtemps utilisé Co 86032, semblent désormais prêts pour des essais à plus grande échelle à travers l’Inde. S’ils confirment ces performances, les agriculteurs pourraient disposer de variétés offrant un tonnage de canne et une teneur en sucre stables d’une année sur l’autre, contribuant à stabiliser les revenus et à assurer un flux plus fiable de sucre et d’éthanol vers les marchés.

Citation: Durai, A.A., Kona, P., Pazhany, A.S. et al. Multiple AMMI models investigation to decipher the genotype by environment (G×E) interaction in sugarcane interspecific hybrids for yield and quality traits. Sci Rep 16, 9368 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32392-1

Mots-clés: amélioration de la canne à sucre, stabilité du rendement, interaction génotype environnement, variétés de cultures sucrières, analyse des performances des cultures