Cotonou, Benin
April 16, 2014
The Africa Rice Center (AfricaRice) has launched a 5-year project to rapidly identify and harness high-value genes from Oryza glaberrima – known commonly as the African rice as it is a cultivated species that is found only in Africa – for developing new rice varieties that can cope with the increasing challenges of drought, flooding and soil-related constraints such as iron toxicity in the continent.
The project “Rapid mobilization of alleles for rice cultivar improvement in sub-Saharan Africa” will be implemented by AfricaRice in partnership with the National Institute of Agrobiological Sciences (NIAS), Japan; Cornell University, USA; the International Rice Research Institute (IRRI), Philippines; and the National Crops Research Institute (NCRI), Nigeria. The project is supported by the Bill & Melinda Gates Foundation.
“The new initiative complements the ongoing research on stress-tolerant rice that is being carried out by the Center with several partners,” said Dr Marco Wopereis, AfricaRice Deputy Director General.
Rice farmers in sub-Saharan Africa (SSA) face many environmental constraints. Drought is particularly devastating to Africa’s rice production since almost 70% of the region’s rice area is rainfed. Thus about 7 million ha of rice area in SSA is potentially drought-prone. Iron toxicity is a serious constraint in lowland rice ecologies, which represent about 53% of the total rice area in SSA.
Flooding affects as much as one-third of the rainfed lowland areas of SSA, when there is heavy rain and blocked drainage. Most lowland rice farmers in Africa practice direct-seeding, making them vulnerable to total crop loss if flooding occurs during seed germination. In such situations, tolerance to flooding during germination known as ‘anaerobic germination ability’ in rice seeds is needed to overcome the stress.
“Drought tolerance, iron tolerance and anaerobic germination ability are therefore among the key traits for rice breeding in Africa,” said Dr Venuprasad Ramaiah, AfricaRice lowland rice breeder and coordinator of the project. “Rapid development and dissemination of rice varieties with these traits are crucial to stabilize and increase rice production in Africa.”
Currently, rice breeding programs are mainly sourcing genes of stress tolerance from Oryza sativa (known commonly as the Asian rice). Research at AfricaRice has shown that the African rice is a rich repository of genetic material that can provide tolerance to several stresses, particularly drought, iron toxicity and flooding during germination.
In this project, the main focus will be on using the African rice as a donor of stress tolerance. The project will make use of AfricaRice’s collection of more than 2,000 samples of seed of this native African rice species.
As a first step, the project will identify genes/gene-based markers related to iron tolerance, drought tolerance and anaerobic germination ability. The genes will then be incorporated using marker-assisted backcrossing (MAB) into commercially valuable rice varieties without losing useful characteristics which make them popular with farmers.
“The new resilient varieties are expected to directly enhance yield levels and reduce risk in farmers’ fields. In addition, varieties with anaerobic germination capacity will enable direct seeding in flood-prone areas, greatly reducing labor needs for transplanting and weeding, which are often provided by women in SSA,” said Dr Ramaiah.
Representatives of the partner organizations participated in the project launch meeting that was held, 10-12 April 2014, at the AfricaRice Research Station in Ibadan, Nigeria, to discuss and confirm the objectives and deliverables of the project.
Lancement d’un projet visant à exploiter les caractères résilients du riz africain
Le Centre du riz pour l’Afrique (AfricaRice) a lancé un projet de 5 ans en vue de l’identification et de l’exploitation rapides des gènes de grande valeur issus de Oryza glaberrima – communément appelé le riz africain, car il s’agit d’une espèce qui ne se trouve qu’en Afrique – en vue de la mise au point de nouvelles variétés de riz qui peuvent s’adapter aux défis croissants que représentent la sécheresse, les inondations et les contraintes relatives au sol telles que la toxicité ferreuse sur le continent.
Le projet intitulé « mobilisation rapide des allèles pour l’amélioration de cultivars de riz en Afrique subsaharienne » sera exécuté par AfricaRice en partenariat avec l’Institut national des sciences agrobiologiques (NIAS) du Japon, l’université de Cornell des États-Unis, l’Institut international de recherche sur le riz (IRRI) des Philippines, et l’Institut national de recherche sur les cultures (NCRI) du Nigeria. Le projet est appuyé par la Fondation Bill & Melinda Gates.
« La nouvelle initiative vient en complément des travaux de recherche en cours sur le riz tolérant au stress menés par le Centre avec ses partenaires » a affirmé Dr Marco Wopereis, Directeur général adjoint d’AfricaRice.
Les riziculteurs en Afrique subsaharienne (ASS) sont confrontés à diverses contraintes environnementales. La sécheresse est particulièrement dévastatrice pour la production rizicole en Afrique puisque près de 70 % des superficies rizicoles de la région sont pluviales. Ainsi, près de 7 millions d’ha de superficies rizicoles en ASS sont potentiellement exposées à la sécheresse. La toxicité ferreuse est une contrainte majeure des écologies rizicoles de bas-fond, ce qui représente près de 53 % des superficies rizicoles totales en ASS.
Les inondations affectent jusqu’à un tiers des superficies de bas-fond pluvial en ASS, lorsqu’il y a de fortes pluies et que les canalisations sont obstruées. La plupart des riziculteurs africains pratiquent le semis direct, ce qui les expose à un échec total des cultures si les inondations surviennent au stade de la germination des semences. Dans de telles situations, la tolérance aux inondations lors de la germination connue comme
« l'aptitude à germer en condition anaérobie » des semences de riz est requise pour surmonter ce stress.
« La tolérance à la sécheresse, la tolérance à la toxicité ferreuse et l'aptitude à germer en condition anaérobie sont de ce fait des caractères clés pour la sélection rizicole en Afrique » a déclaré Dr Venuprasad Ramaiah, sélectionneur de riz de bas-fond à AfricaRice et coordonnateur du projet. « Le développement et la dissémination rapide des variétés de riz dotées de ces caractères sont essentiels en vue de stabiliser et d’accroître la production rizicole en Afrique. »
Actuellement, les programmes de sélection rizicole utilisent principalement Oryza sativa (communément connu comme le riz asiatique) comme un donneur de la tolérance aux stress. Les travaux de recherche à AfricaRice ont montré que le riz africain constitue une riche source de matériel génétique qui peut fournir une tolérance à plusieurs stress, notamment la sécheresse, la toxicité ferreuse et l’inondation pendant la germination.
Ce projet se focalisera principalement sur l’utilisation du riz africain comme un donneur de la tolérance aux stress. Le projet utilisera la collection d’AfricaRice composée de plus de 2 000 échantillons de semences de cette espèce endogène de riz africain.
Lors de la première étape, le projet va identifier les gènes/marqueurs basés sur les gènes relatifs à la tolérance ferreuse, à la tolérance à la sécheresse et à l'aptitude à germer en condition anaérobie. Les gènes seront ensuite incorporés en utilisant le rétrocroisement assisté par marqueurs dans des variétés à valeur commerciale sans perdre pour autant les caractéristiques qui les rendent populaires auprès des producteurs.
« Les nouvelles variétés résistantes devraient directement accroître les niveaux de rendement et réduire les risques dans les champs des producteurs. De plus, les variétés dotées de l'aptitude à germer en condition anaérobie vont permettre le semis direct dans les zones sensibles aux inondations, de réduire de façon considérable les besoins en main-d’œuvre pour le repiquage et le désherbage, qui sont souvent des taches assurées par les femmes en ASS, » a affirmé Dr Ramaiah.
Les représentants des organisations partenaires ont pris part à la réunion de lancement du projet qui s’est tenue du 10 au 12 avril 2014, à la station de recherche d’AfricaRice à Ibadan, Nigeria, pour discuter et confirmer les objectifs et les produits à livrer dans le cadre du projet.
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