Thursday, August 3, 2017

Nigeria releases AfricaRice “flood-tolerant” rice strains

In a major breakthrough for Nigeria, which is subject to recurrent and devastating flooding, two high-yielding flood-tolerant rice varieties developed by the Africa Rice Center (AfricaRice) – FARO 66 and FARO 67 – have been officially approved for cultivation. 

The flood-tolerant varieties were selected based on farmers' rankings and results of on-station, multilocation and on-farm trials conducted in partnership with the National Cereals Research Institute (NCRI) and the National Rice and Maize Center (NRMC). 

“For the first time in Nigeria, vulnerable rice farmers in flood-prone areas will have access to this powerful innovation,” said Dr Ramaiah Venuprasad, AfricaRice lowland rice breeder, who led the team that achieved this feat. Rainfed lowlands occupy more than 70% of total rice area in Nigeria and are prone to recurrent flooding caused by heavy rainfall or overflow of nearby rivers.

Yield losses resulting from flooding may range from 10% to total crop loss. In 2012, when Nigeria experienced the worst flooding in 40 years, floods reduced rice production by about 22%. Flooding is expected to be increasingly problematic under global warming, as studies by AfricaRice on future rice climates project massive increases in overall precipitation in north and northwest Nigeria. 

Most rice varieties can get severely damaged or killed within a week of severe flooding. “Depending on the intensity of flooding, it can reduce yield, it can prolong the growth duration and in extreme cases, it can cause total crop loss,” said Dr Venuprasad. “We have seen this happen in many places in Nigeria.”

Dr Venuprasad explained that the only possible solution to tackle this problem is the use of flood-tolerant varieties. His team used marker-assisted breeding to introduce into popular Nigerian rice varieties a gene, called ‘SUB1’, which confers to rice plants the ability to tolerate complete short-term submergence.

This technique has been very successfully used in Asia to upgrade popular Asian rice varieties with submergence tolerance. For instance, Swarna-Sub1 (popularly named the ‘scuba rice’) is the first submergence-tolerant high-yielding rice variety developed in Asia that was released in 2009. It is grown by more than 1.3 million farmers in India.

Thanks to the achievement by Dr Venuprasad’s research team, rice farmers in Africa can now benefit from the SUB1 technology. Dr Venuprasad explained that initial efforts to introduce the SUB1 varieties directly from Asia were unsuccessful as these varieties were not locally adaptable. AfricaRice therefore decided to upgrade locally adapted popular rice varieties for submergence tolerance.

Highlighting the advantages of the flood-tolerant varieties developed for Nigeria, Dr Venuprasad said, “Compared to their parents, in addition to submergence tolerance, they have higher yield potential and suitable growth duration and height.” Like their parents, they have good grain quality with medium-long slender grains and are moderately tolerant to iron toxicity.

Under submergence, FARO 66 can yield about 80 times higher than its parent FARO 52, which cannot survive this condition. “This makes FARO 66 a clear alternative for planting in flood-prone areas,” said Dr Venuprasad. Even under non-submergence conditions, FARO 66 showed a yield advantage of about 6-11% in multilocation and on-farm trials. It matures a week earlier than its parent.

Similarly, FARO 67 can yield at least 10 times higher than its parent FARO 60 under submergence. Under non-submergence conditions, FARO 67 showed yield advantage of 10-29% in on-station, multilocation and on-farm trials. It was favored by farmers for its height and larger quantity of biomass that can be used as livestock feed or as mulch to improve crop yields.

The flood-tolerant varieties are thus a result of precision breeding and are not genetically modified organisms. As they provide farmers with protection against short-term flooding and serve as a type of ‘insurance policy,’ farmers can feel reassured and invest in agricultural inputs such as fertilizer, leading to higher rice yields.

Dr Venuprasad gratefully acknowledges that partnership with national agricultural systems such as NCRI and NRMC and with international institutes, such as the International Rice Research Institute (IRRI), has been a key factor in the development of the flood-tolerant varieties for Nigeria. 

The work on the development of the flood-tolerant varieties for Nigeria was supported by theBill & Melinda Gates Foundation-funded ‘Stress-tolerant rice for Africa and South Asia’ project led by IRRI. The Asian SUB1 lines from IRRI were used as donor lines of SUB1 gene as part of this project.

The testing of the flood-tolerant varieties in Nigeria was supported by the United States Agency for International Development-funded ‘Seed scaling’ project, the African Development Bank-funded ‘Support to agricultural research for development of strategic crops in Africa’ project and the Bill & Melinda Gates Foundation-funded ‘Rapid mobilization of alleles for rice cultivar improvement in sub-Saharan Africa’ project.

The main challenge now is to produce enough quantities of seed of these varieties and get those seeds quickly into the hands of Nigerian farmers. “There is already a lot of interest in getting seed of the flood-tolerant varieties,” said Dr Venuprasad. A roadmap to multiply and distribute seeds to farmers with the help of government agencies and private seed companies is being developed.

The potential for impact of these flood-tolerant varieties is huge in Nigeria, which is the largest producer of rice in West Africa and the second largest importer of rice in the world. Rice is an important food security crop as well as an essential cash crop in the country. 

The submergence-tolerant rice varieties are also being tested through the Africa-wide Rice Breeding Task Force for their adaptability to other African countries that are flood-prone. Five potential flood-tolerant varieties are under testing in Madagascar. 

Attaining self-sufficiency in rice production is an important goal of many African countries, including Nigeria. The flood-tolerant varieties can contribute to achieving this goal by boosting rice production and helping reduce dependence on costly rice imports.

Le Nigeria homologue des variétés de riz d’AfricaRice « tolérantes aux inondations »

Dans une percée technologique au Nigeria, qui connaît des inondations récurrentes et dévastatrices, deux variétés de riz à haut rendement, tolérantes aux inondations mises au point par le Centre du riz pour l’Afrique (AfricaRice) – FARO 66 et FARO 67 – ont été officiellement homologuées.

Les variétés tolérantes aux inondations ont été sélectionnées sur la base des notations de préférences des producteurs et des résultats des tests en station, multi sites et au champ effectués en partenariat avec l’Institut national de recherche sur les céréales (NCRI) et le Centre national pour le riz et le maïs (NRMC).

« Pour la première fois au Nigeria, les riziculteurs vulnérables des zones inondables auront accès à cette innovation très efficace, » a déclaré Dr Ramaiah Venuprasad, sélectionneur de riz de bas-fond à AfricaRice qui a dirigé l’équipe qui a obtenu ce résultat.

Les bas-fonds pluviaux représentent plus de 70 % des superficies totales emblavées en riz au Nigeria et sont exposés à des inondations récurrentes causées par de fortes pluies ou par le débordement de fleuves en crue à proximité.

Les pertes de rendement qui résultent des inondations peuvent aller de 10 % à la perte totale de la récolte. En 2012, lorsque le Nigeria a connu les pires inondations de ces quarante dernières années, les inondations ont causé une chute de la production rizicole de près de 22 %.

Les inondations pourraient être de plus en plus problématiques dans un contexte de réchauffement climatique mondial, car les études menées par AfricaRice sur les effets futurs du climat sur la riziculture projettent des augmentations massives des précipitations au Nord et au Nord-Ouest du Nigeria.

Au bout d’une semaine de graves inondations, la plupart des variétés de riz peuvent être gravement endommagées ou mourir. « Selon l’intensité des inondations, elles peuvent réduire les rendements, prolonger la durée de la croissance, et dans des cas extrêmes, anéantir totalement les cultures, » a affirmé Dr Venuprasad. « Cela s’est produit dans de nombreuses régions du Nigeria. »

Dr Venuprasad a ajouté que la seule solution possible pour aborder ce problème est d’utiliser des variétés tolérantes aux inondations. Son équipe a utilisé la sélection assistée par marqueurs pour introduire dans des variétés de riz nigérianes populaires un gène, appelé ‘SUB1’ qui confère aux plants de riz la tolérance à la submersion totale à court terme.

Cette technique a été utilisée avec franc succès en Asie en vue d’améliorer des variétés de riz populaires dotées de la tolérance à la submersion. Par exemple, Swarna-Sub1 (communément appelé ‘scuba rice’) est la première variété de riz à haut rendement tolérante à la submersion mise au point en Asie et homologuée en 2009. Plus de 1,3 million de producteurs cultivent cette variété en Inde.

Le succès de l’équipe de recherche de Dr Venuprasad permettra aux riziculteurs d’Afrique de bénéficier à présent de la technologie du gène SUB1. Dr Venuprasad a expliqué que les premières tentatives d’introduction des variétés SUB1 directement de l’Asie ont échoué, car ces variétés ne s’adaptaient pas localement. AfricaRice a alors décidé d’améliorer des variétés populaires adaptées aux conditions locales.

Soulignant les avantages des variétés tolérantes aux inondations mises au point pour le Nigeria, Dr Venuprasad a déclaré, « comparées à leurs parents, outre la tolérance à la submersion, leur potentiel de rendement est plus élevé. Elles se caractérisent aussi par une durée de croissance et une hauteur appropriées. » Tout comme leurs parents, ces variétés tolérantes ont des grains moyennement longs et fins, et présentent une tolérance modérée à la toxicité ferreuse.

En condition de submersion, FARO 66 peut avoir un rendement 80 fois plus élevé que celui de son parent FARO 52, qui ne peut pas survivre dans ce milieu. « Cela fait de FARO 66 une alternative avérée pour le semis dans des zones inondables, » a déclaré Dr Venuprasad. Même en condition de non-submersion, FARO 66 a présenté un avantage en termes de rendement de près de 6–11 % lors des essais multi sites et des essais au champ. Cette variété arrive à maturité une semaine avant son parent.

De même, FARO 67 a un rendement 10 fois plus élevé que celui de son parent FARO 60 en condition de submersion. Même en condition de non-submersion, FARO 67 a présenté un avantage en termes de rendement de près de 10–29 % lors des essais multi sites et des essais au champ. Les producteurs l’ont préféré du fait de sa hauteur et de la biomasse plus importante qui peut être utilisée comme fourrage ou paillis pour augmenter les rendements des cultures.

Les variétés tolérantes aux inondations résultent ainsi de la sélection de précision et ne sont pas des organismes génétiquement modifiés. Elles protègent les producteurs des périodes de courtes inondations et servent de garantie ; les producteurs sont rassurés et investissent dans des intrants agricoles tels que les engrais, ce qui donne des rendements rizicoles plus élevés.

Dr Venuprasad reconnaît qu’un facteur clé de ce succès a été le partenariat avec les systèmes nationaux de recherche agricole tels que NCRI et NRMC et avec les instituts internationaux tels que l’Institut international de recherche sur le riz (IRRI).

Le développement des variétés tolérantes aux inondations pour le Nigeria a été appuyé par le Projet « Riz tolérant au stress pour l’Afrique et l’Asie du Sud » financé par la Fondation Bill & Melinda Gates et dirigé par l’IRRI. Les lignées asiatiques SUB1 de l’IRRI ont été utilisées comme lignées donneuses du gène SUB1 dans le cadre de ce projet.

Les tests des variétés tolérantes aux inondations au Nigeria ont été appuyés par le projet « Seed scaling » financé par l’Agence américaine pour le développement international, le projet « Appui à la recherche agricole pour le développement de denrées stratégiques en Afrique » financé par la Banque africaine de développement et le projet « Mobilisation rapide des allèles pour l’amélioration des cultivars de riz en Afrique subsaharienne » financé par la Fondation Bill & Melinda Gates.

Le principal défi à présent est de produire suffisamment de semences de ces variétés et d’approvisionner rapidement les producteurs nigérians. « Il existe déjà un engouement pour les semences de variétés tolérantes aux inondations, » a affirmé Dr Venuprasad. Une feuille de route relative à la multiplication et à la distribution des semences aux producteurs avec l’aide des agences du gouvernement et des sociétés semencières privées est en cours d’élaboration.

L’impact potentiel de ces variétés tolérantes aux inondations est considérable au Nigeria, qui est le plus grand producteur de riz en Afrique de l’Ouest, et le second plus grand importateur de riz dans le monde. Le riz est un aliment important pour la sécurité alimentaire et aussi une culture de rente incontournable dans le pays.

Les variétés de riz tolérantes à la submersion sont également testées à travers le Groupe d’action sélection rizicole à l’échelle de l’Afrique pour leur capacité d’adaptation dans d’autres pays africains sujets aux inondations. Cinq variétés potentiellement tolérantes aux inondations sont en train d'être testées à Madagascar.

Parvenir à l’autosuffisance en production de riz est un important objectif de nombreux pays africains, y compris le Nigeria. Les variétés tolérantes aux inondations peuvent contribuer à atteindre cet objectif en boostant la production rizicole et en contribuant à réduire la dépendance à l'égard d'importations de riz de plus en plus coûteuses.