Génétique de la canne à sucre

L’odyssée de la canne Saccharum officinaruma été domestiquée dès 8000 avant J.C. en Nouvelle Guinée.

Progressivement, elle a été diffusée vers la Chine et l’Inde à l’ouest et vers les îles du pacifique à l’est. D’autres espèces, issues de croisements naturels interspécifiques ont été cultivées telles que S. sinense en Chine et S. barberi en Inde. La production de sucre à partir de canne à sucre se faisait déjà en Inde 3000 ans avant J.C (Fauconnier, 1991). A partir de 500 avant J.C., les Perses apportèrent S. barberi jusqu’à la Méditerranée (Fauconnier, 1991). Vers 326 avant J. C., lors de son expédition militaire en Inde, Alexandre le Grand découvrit ce « roseau qui donne du miel sans le secours des abeilles ». Les Arabes la diffusèrent jusqu’au Maroc à partir du VIIIe siècle et firent de gros progrès en techniques de cultures et de fabrication du sucre (Fauconnier, 1991). Au XVe siècle, les Espagnols et les Portugais l’introduisent dans leurs possessions africaines : Madère, Açores, Canaries, Sao-Tomé, Cap-Vert (Figure 2). La canne à sucre fut introduite dans les Antilles par Christophe Colomb lors de son second voyage, où grâce au climat favorable sa culture a rapidement prospérée. La propagation de la canne atteint rapidement toute l’Amérique centrale, notamment Saint-Domingue, Cuba, le Mexique et la Louisiane. Jusqu’au XVe siècle, l’Europe était fournie par la Syrie, Chypre, la Crète, la Sicile, l’Egypte et le Maroc, puis par les îles de l’Atlantique aux XVe et XVIe siècle et au XVIIe par les îles à sucre des Antilles et le Nord-Est du Brésil (Fauconnier, 1991).

S. barberi fut remplacée par la canne dite « noble » S. officinarum originaire de Nouvelle Guinée (Fauconnier, 1991). Elle serait la descendante de la canne sauvage Saccharum robustum venue d’Indonésie. C’est le début de l’ère moderne avec la mondialisation de la canne et l’apparition de l’industrie (Fauconnier, 1991). Jusqu’au XVIIe siècle, le sucre était une denrée rare et on lui prêtait de nombreuses vertus médicinales. Certains médecins avaient même l’habitude de prescrire des doses de sucre à leurs patients. C’est de cet usage officinal que vient le nom latin de la canne : Saccharum officinarum. Aujourd’hui, la canne est cultivée en Océanie, sa région natale, en Asie, en Afrique, en Amérique centrale, en Amérique du Sud, mais aussi en Amérique du Nord (Louisiane, Floride), dans la Caraïbe et dans le sud de l’Europe (Espagne et Portugal) (Fauconnier, 1991).

Physiologie de la canne à sucre

Comme le maïs et le sorgho, la canne à sucre fait partie des plantes dites de « type C4 ». Grâce à leur métabolisme spécial, ces plantes ont une meilleure capacité à absorber le dioxyde de carbone ou gaz carbonique (CO2) et l’énergie lumineuse que les autres plantes. Elles rejettent par conséquent beaucoup d’oxygène et produisent une biomasse importante. Lors de la photosynthèse, les feuilles de canne synthétisent un sucre, appelé saccharose, qui descend vers la tige où il est accumulé comme réserve énergétique. L’absorption de l’eau et des éléments minéraux a lieu principalement au niveau des racines. Les feuilles jouent également un rôle dans l’absorption en utilisant la rosée et les solutions nutritives.

L’absorption est nulle en dessous de 15°C, très faible au dessous de 20°C et maximale pour une température de l’air entre 28 et 30°C. La quasi-totalité de l’eau est transpirée dans la journée par régulation thermique. La respiration est maximale vers 37°C parce qu’en cas de hautes températures et de manque de lumière, il y a perte de carbone dans la plante. Plus le feuillage est développé, plus la plante transpire, à condition que les conditions climatiques soient favorables. L’assimilation, qui permet de synthétiser le glucose à partir du CO2 et de l’énergie lumineuse, est maximale vers 30-32° et plus active à la base des jeunes feuilles. La synthèse en saccharose et polysaccharides peut se poursuivre sans lumière. La migration des sucres et leur accumulation dans la tige ont lieu de jour comme de nuit (Fauconnier, 1991).

Génétique de la canne à sucre

L’origine génétique de la canne à sucre n’est pas bien établie. L’espèce S. barberi a été introduite par les Arabes jusqu’au Maroc et par Christophe Colomb dans les Antilles. C’est la principale espèce cultivée dans les Amériques et en Afrique, jusqu’à la fin du XVIIIe siècle. S. robustum et S. officinarum ont été sélectionnés et diffusés à partir de Tahiti puis des Mascareignes par les français dans la seconde moitié du XVIIIe siècle (Figure 2). Ce n’est que vers la fin du XIXe siècle que l’on a découvert que la graine de canne pouvait germer et donner de nouvelles plantes. Les premiers croisements dirigés sont réalisés entre des variétés de l’espèce S. officinarum uniquement. Puis au début du siècle, en Inde et à Java, les variétés de l’espèce non sucrée S. spontaneum, hybridés aux variétés de l’espèce S. officinarum, ont permis de rendre de la vigueur aux cannes cultivées. Les croisements interspécifiques sont devenus plus complexes, c’est la nobilisation (Fauconnier, 1991). Les variétés actuelles sont des clones hybrides issus de graines. Sur une parcelle, les cannes sont génétiquement semblables parce qu’elles ont été obtenues par bouturage à partir du même clone. Sur une zone de culture, plusieurs variétés sont utilisées ce qui permet une meilleure adaptation aux conditions environnementales et au calendrier de culture.

Obtention de clones en station de sélection

La création variétale est coûteuse car il faut des moyens suffisants, des généticiens améliorateurs et du temps afin d’obtenir des variétés de meilleure qualité que celles qui sont cultivées. Les hybridations sont effectuées sous des lanternes afin de contrôler la pollinisation. Les nombreuses graines sont semées en casiers, arrosées et engraissées. Les plantules sont repiquées à un ou deux mois puis installées en planches à trois ou quatre mois. Les plantules sont ensuite sélectionnées. Les variétés excellentes en un lieu sont souvent bien adaptées à la culture dans d’autres pays. Les échanges variétaux entre différents pays se font sous forme de boutures. Afin d’éviter d’importer par ce biais des maladies, les variétés sont placées sous contrôle en quarantaine. Ces variétés sont répandues dans le monde entier et servent souvent de géniteurs lors de croisements dirigés. Toutefois, l’effet du génotype et de l’environnement est important dans la culture de la canne à sucre. Plus les conditions écologiques et économiques d’une zone de culture de canne sont particulières et spécifiques, et plus il y a de chances de pouvoir créer pour elles, par hybridation et sélection des variétés bien adaptées. Les croisements variétaux sont réalisés en fonction des besoins : dégénérescence progressive des variétés due à la faiblesse des repousses, au manque de richesse en sucre, à une sensibilité aux maladies et parasites, à un besoin de s’adapter aux conditions locales (Fauconnier, 1991)…

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Table des matières

PARTIE 1/INTRODUCTION GENERALE
1-LA CANNE A SUCRE
1-1-Description de la plante
1-2-L’odyssée de la canne
1-3-Physiologie de la canne à sucre
1-4-Génétique de la canne à sucre
1-5-La culture de la canne à sucre
1-6-L’importance économique de la canne à sucre
1-7-Les ennemis et les maladies de la canne à sucre
2-LES ANTILLES
2-1-La Guadeloupe
2-2-La Martinique
2-3-Aperçu historique de la canne à sucre aux Antilles françaises
3-INTRODUCTION A LA MALADIE DE LA FEUILLE JAUNE
3-1-Physiologie et symptômes de la maladie
3-2-Agent causal de la maladie
3-3-Le vecteur du SCYLV
3-4-Aspect de la transmission du SCYLV
3-5-Contrôle de la maladie
4-QUESTION DE RECHERCHE
5-OBJECTIFS DE L’ETUDE
PARTIE 2/ CARACTERISATION DE LA DISSEMINATION DU SCYLV DANS LES ZONES DE PRODUCTION DE GUADELOUPE ET MARTINIQUE
1-INTRODUCTION
1-1-ORGANISATION DE LA FILIERE CANNE-SUCRE-RHUM
1-2-REPARTITION DES CULTIVARS DANS LES BASSINS CANNIERS
2-ETUDE DE LA REPARTITION DU SCYLV AUX ANTILES FRANCAISES
2-1-Matériel et méthodes
2-2-Résultats
2-3-Conclusion et discussion
PARTIE 3/CONTAMINATION DE PLANTS SAINS DE CANNE A SUCRE AU CHAMP PAR LE SCYLV
1-INTRODUCTION ET SYNTHESE DE L’ARTICLE
Aspects mathématiques
2-PUBLICATION : Modeling spatio-temporal epidemic spread of Sugarcane Yellow Leaf
Virus using point processes
3-ESSAI TROIS CULTIVARS
3-1-Matériel et méthode
3-2-Résultats
3-3-Conclusions et discussion
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
LISTE DES PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS