Entretien avec Sofía Valenzuela : le potentiel mondial de la biotechnologie forestière

Entretien avec Sofía Valenzuela : le potentiel mondial de la biotechnologie forestière

Daniel Norero*

Un groupe de 15 scientifiques de premier plan dans le domaine de la recherche en biotechnologie forestière a récemment publié une lettre dans Science Magazine, appelant les programmes internationaux de certification forestière à revoir et modifier leurs normes excluant les arbres génétiquement modifiés (GM) et modifiés par édition de gènes.

Bien que l’examen des normes n'ait lieu qu’en octobre, les chercheurs estiment qu’il est nécessaire de faire entendre leur voix grâce à cette initiative et à d’autres initiatives, comme une pétition publique gérée par l’Alliance pour la Science et signée par plus de 1.000 personnes en janvier dernier.

Sofía Valenzuela, biochimiste de l'Université du Chili, titulaire d'un doctorat en ressources naturelles (TU Braunschweig, Allemagne) fait partie des scientifiques qui ont signé la lettre. Elle est professeure à la faculté des sciences forestières de l'Université de Concepción et chercheuse au Centre de Biotechnologie de la même université. En outre, elle participe à la communication scientifique et à l'activisme en faveur de l'égalité des sexes dans le domaine de la science et a participé à la séance de direction du Programme Global Leadership Fellows de 2016 de l'Alliance pour la Science.

Profitant de son expertise sur le terrain, j'ai mené une interview dans laquelle Mme Valenzuela a expliqué plus en détail les recherches en cours aux niveaux mondial et latino-américain sur les arbres génétiquement modifiés par transgenèse ou édition des gènes, leur potentiel dans le contexte du changement climatique et les défis dans ce domaine.

Question : Depuis le début de la commercialisation des plantes génétiquement modifiées au milieu des années 90, celles-ci ont considérablement progressé dans les domaines de la recherche, de l’approbation commerciale et de l’approbation des consommateurs du monde entier. Cependant, cette même technologie d’ADN recombinant appliquée au secteur forestier n’a pas connu la même croissance commerciale. Quels facteurs expliquent ce développement inégal du génie génétique dans les secteurs agricole et forestier ?

Réponse : Le développement d'arbres génétiquement modifiés prend plusieurs années, près de trois décennies ; cependant, leur acceptation et par conséquent leur utilisation dans les plantations commerciales a été complexe. D'une part, la plupart des entreprises forestières sont certifiées aux niveaux national et international et les entités de certification n'autorisent pas l'utilisation d'arbres génétiquement modifiés dans leur chaîne de production. Depuis 1988, près de 1.500 essais sur le terrain ont été effectués sur des arbres GM, la plupart aux États-Unis et au Brésil. Le peuplier est l'espèce pour laquelle le nombre d'essais est le plus élevé, suivi de l'eucalyptus et du pin. Les caractéristiques modifiées portent sur la croissance, la teneur en lignine et son type, la tolérance aux herbicides, le développement reproductif et la tolérance au froid, pour ne citer que les principales. Ces essais ont été développés par des entités privées et des universités, parmi lesquelles on peut citer Arborgen, l’Oregon State University et Futuragene. Certains essais qui ont pu progresser à plus grande échelle portent sur le peuplier Bt en Chine (2003) et en 2014, Futuragene au Brésil a obtenu l'autorisation de commercialiser un eucalyptus GM avec un rendement plus élevé.

D'autre part, l'utilisation d'arbres génétiquement modifiés a fait l'objet de nombreux débats. Certains pensent que lorsque nous parlons d’arbres génétiquement modifiés, nous parlons de forêts, qu’ils associent à la nature en disant qu’elles ne doivent pas être modifiées. En réalité, l'objectif principal est l'utilisation de ces espèces dans les plantations forestières. Sinon, il y a des craintes – sans fondement – que contrairement aux cultures agricoles, les arbres génétiquement modifiés étant plantés pour une durée supérieure à dix ans, cela entraînerait un risque environnemental plus important – principalement le « flux de gènes ». D'autres encore affirment que les principaux traits utilisés en agriculture pour la production des cultures GM – tolérance aux herbicides et Bt, ou les deux – n’ont pas une grande pertinence économique pour le secteur forestier. Malgré ces préoccupations du public, il y a des preuves scientifiques suffisantes que les arbres génétiquement modifiés n’ont pas d’impact négatif majeur sur l’environnement ou sur la santé des hommes et des animaux. En fait, si les espèces forestières génétiquement modifiées étaient autorisées à des fins de plantation commerciale, nous pourrions avoir une productivité plus élevée par hectare, ce qui réduirait la pression exercée sur les terres pour les consacrer à des plantations.

C'est pourquoi, sous la direction du Dr Steve Strauss de l'Oregon State University, nous avons rédigé la lettre et une pétition signée par plus de 1.000 personnes, afin que la politique pour l'utilisation des arbres génétiquement modifiés par transgenèse ou édition de gènes soit modifiée. Nous sommes convaincus qu'il y a des preuves scientifiques en faveur de l'utilisation de ces arbres, laquelle peut être bénéfique pour la société, mais surtout pour les petits et moyens producteurs qui auront la possibilité d'avoir de meilleurs arbres pour leurs plantations.

Dr Sofía Valenzuela

Q : Mis à part le célèbre cas de la modification génétique du papayer hawaïen, qui a sauvé les exploitations des îles du virus de la tache annulaire sans avoir à utiliser les méthodes de lutte conventionnelles, quels arbres à usage alimentaire ou industriel sont approuvés commercialement ou déjà plantés dans le monde ? Quel impact socio-économique et environnemental ont-ils généré ?

R : Il est nécessaire de différencier les arbres fruitiers des espèces forestières utilisées à des fins commerciales. Dans le cas des arbres fruitiers, l'acceptation est plus grande de la part des producteurs, des agriculteurs et même des consommateurs. Il y a plusieurs études sur les arbres fruitiers génétiquement modifiés, dont certains sont prêts à être commercialisés, notamment aux États-Unis, étant donné que les modifications génétiques en cause confèrent une tolérance aux maladies ou aux agents pathogènes. Cela implique une réduction à la fois de l'utilisation de pesticides et des pertes de production, ainsi que le maintien d'une industrie fruitière menacée par des agents pathogènes, ce qui sera de plus en plus fréquent dans le contexte du changement climatique. Il est probable qu’étant donné leur impact commercial et social, il sera plus facile pour ces arbres ou espèces fruitières d’être acceptés par les agriculteurs et les consommateurs et commercialisés. Dans le cas des arbres forestiers utilisés à des fins commerciales, il a été, pour une raison que je ne comprends pas, beaucoup plus difficile à les faire accepter et utiliser.

Q : Parmi les divers développements d’arbres génétiquement modifiés que vous avez vus ou étudiés, lesquels se distinguent par leur potentiel ou sont en phase avancée de recherche/essais sur le terrain ? Quels pays pourraient être les premiers à en tirer parti sur leur territoire ?

R : La plupart des recherches sur les arbres forestiers ont été menées sur des peupliers, et différentes modifications génétiques ont été apportées. Beaucoup de recherches se concentrent sur l’obtention d’arbres contenant plus de cellulose et moins de lignine, ce qui augmente la productivité par hectare – plus de cellulose/ha. Dans ce cas, de nombreux essais sur le terrain ont été effectués et différents événements ont été obtenus avec une plus grande production de cellulose – sans autre modification du phénotype de l'arbre ; il s'agit là d'un résultat qui pourrait donc être commercialisé rapidement.

Cependant, il y a également des études sur des arbres tolérants à des maladies et présentant une meilleure tolérance aux conditions environnementales telles que la sécheresse. Cela a marché pour des espèces telles que l'eucalyptus, le peuplier, le châtaignier, pour n'en nommer que quelques-unes. Certaines sociétés comme Arbogen ont effectué des tests d’eucalyptus tolérants au froid aux États-Unis ; la Chine a planté il y a quelques années des peupliers Bt ; au Brésil, Futuragene a obtenu l’autorisation de commercialiser un eucalyptus produisant un bois de meilleure qualité. De plus, cette technologie pourrait être utilisée à l'avenir pour lutter contre les espèces de plantes invasives. À court terme et compte tenu de l'investissement, on parie que la Chine sera peut-être l'un des premiers pays où les arbres GM seront autorisés et donneront lieu à des plantations commerciales.

Q : En ce qui concerne les nouvelles techniques d’édition du génome telles que CRISPR, existe-t-il des pays qui progressent dans les nouveaux développements avec cette technologie ? Y a-t-il un débat en cours pour savoir s'ils seront réglementés en tant qu'OGM, comme c'est le cas en Europe pour les plantes agricoles, ou « mutants naturels » ?

R : Avec les applications dans le secteur forestier, cette technologie a fait de nombreux progrès en Chine et aux États-Unis, où on a travaillé principalement sur le peuplier. Comme dans le cas des cultures, pour les arbres édités avec CRISPR/Cas, c'est le même débat. Je pense que cela pourrait être une nouvelle opportunité d'avoir des arbres édités dans des plantations. La bataille a été longue pour pouvoir commercialiser des arbres GM ; après presque trois décennies, nous n’avons pas réussi à en autoriser l’utilisation. Je vois que l’édition du génome nous ouvre une nouvelle porte pour mettre ces arbres dans des plantations commerciales. Ce n'est pas que quelqu'un veuille remplacer toutes les plantations par des arbres GM, mais ils peuvent constituer une bonne alternative dans des cas spécifiques. Comme pour les cultures agricoles, il s'agit d'alternatives. Ce qui est demandé, c’est que l'on ait le choix de les utiliser.

Q : Quels sont les développements biotechnologiques forestiers en cours en Amérique latine et au Chili ? En dirigez-vous à l'Université de Concepción ?

R : En Amérique latine, la recherche en biotechnologie forestière s'est principalement concentrée sur la mise au point d'outils biotechnologiques permettant de soutenir les programmes de sélection forestière et de raccourcir les délais de sélection des meilleurs arbres. Les premières recherches ont porté sur la mise au point de techniques de micropropagation, suivies de l'utilisation de marqueurs moléculaires pour le génotypage clonal et la sélection assistée par marqueurs. De nos jours, l'utilisation de la sélection génomique, du système GWAS [étude d'association pangénomique] et du séquençage génomique d'espèces forestières, ainsi que la validation de gènes candidats associés à différents caractères d'intérêt, ont progressé ; cela constituera à moyen terme la base pour les arbres génétiquement modifiés – une fois que nous aurons la législation qui le permettra.

Au Brésil, un eucalyptus GM a déjà été produit. Il y a des progrès et si nous pouvions avoir l'autorisation d'utiliser ces arbres, nous mènerions davantage d'études dans la région. Dans notre cas, nous étudions l’utilisation de la sélection génomique dans les essences forestières d’intérêt au Chili. Nous étudions aussi la validation des gènes candidats qui confèrent une tolérance aux conditions abiotiques – le froid et la sécheresse. Pour l’instant, nous utilisons le modèle Arabidopsis et nous espérons pouvoir, l’an prochain, valider en laboratoire les gènes pour le peuplier, avec l’autorisation du Service de l’Agriculture et de l’Élevage (SAG). Pour cette raison, je travaille actuellement dans le laboratoire du Dr Vincent Chiang, à la Northeast Forestry University à Harbin, en Chine, avec laquelle nous collaborons dans ce domaine.

Q : Dans le contexte du changement climatique, de la croissance démographique et de la nécessité de produire davantage en utilisant moins de terres, quelles nouvelles fonctionnalités utiles la biotechnologie forestière pourrait-elle offrir pour relever ces défis ?

R : Aujourd'hui, le concept de bioéconomie s'impose de plus en plus ; nous pourrions remplacer l'utilisation de combustibles fossiles par des ressources naturelles renouvelables, les arbres en faisant partie. Avec ceux-ci, nous pouvons obtenir non seulement de la cellulose, mais de nombreux biomatériaux à partir de la cellulose, de la lignine et des hémicelluloses, les trois principaux composants du bois. Dans le même temps, le bois est un excellent matériau de construction, non seulement pour les maisons, mais également pour les bâtiments. Par conséquent, nous aurons peut-être besoin de plus de marge de manœuvre pour répondre à ces besoins. Une alternative consiste à consacrer plus de terres à cela, et une autre consiste à obtenir des arbres de meilleure qualité (avec des objectifs différents) et plus productifs, sains et tolérants aux environnements extrêmes – sécheresse, froid, chaleur, salinité. Cela peut être fait – et il y a déjà quelques exemples – avec des arbres GM ou développé via l'édition de gènes.

Q : Au Chili, l'arbre endémique, Araucaria araucana – un arbre très important dans notre culture, en particulier pour les peuples autochtones du sud du pays – a été déclaré en voie de disparition l'année dernière. La modification génétique pourrait-elle offrir une solution aux forêts millénaires d’Araucaria en voie de disparition ?

R : Cela pourrait certainement être une alternative. Une fois le problème qui affecte l'Araucaria connu, nous pourrions trouver une solution grâce au génie génétique ou à l'édition de gènes. Cela ne signifie pas que les alternatives ne peuvent pas non plus être recherchées ou utilisées en parallèle ou en conjonction avec la sélection conventionnelle. C'est un cas très similaire à ce qui s'est passé avec le châtaignier d'Amérique aux États-Unis, où l'espèce est atteinte par un champignon et où il y avait très peu de spécimens résistants. Deux options ont été poursuivies : l'une a consisté à produire un hybride avec un châtaignier asiatique (tolérant à l'agent pathogène) et l'autre, à mettre au point un châtaignier génétiquement modifié tolérant l'agent pathogène. Et grâce à cela, il y a aujourd'hui de nombreux plants de châtaignier GM qui peuvent être plantés, ce qui permet de récupérer l'espèce.

Maintenant, il n'y a pas que la création d'un arbre GM ; de nombreuses recherches vont de pair ; par exemple, pour connaître le génome de l'espèce, évaluer l'effet que le ou les gènes auront sur le nouveau phénotype et réaliser des évaluations complètes et complexes des risques et des avantages pour l'environnement. C'est dire qu'un Araucaria GM ne sera pas produit en laboratoire et immédiatement amené sur le terrain, mais qu'il passera par une série d'études scientifiques détaillées avant d'être disséminé dans l'environnement. C’est un mécanisme auquel les nouvelles variétés de cultures ou forestières ne sont pas soumises lorsqu’elles sont obtenues par des techniques de sélection conventionnelle.

Q : À la mi-2017, la Conférence sur la biotechnologie des arbres de l'IUFRO s'est tenue à l'Université de Concepción. Elle a été vandalisée par des activistes qui ont protesté contre la « contamination génétique des forêts indigènes » et affirmé que ce type de recherche finissait par « remplir les poches des grandes entreprises ». Quel serait votre message pour les opposants qui partagent ce type de peur ou d’objection ?

R : Oui, je m'en souviens très bien. Premièrement, il y a beaucoup de désinformation. Par exemple, on confond clone et arbre génétiquement modifié. Ainsi, au Chili, il y a des plantations clonales, mais elles ne sont pas génétiquement modifiées. Le langage est également important. Nous avons des plantations commerciales et des forêts. Pour qu'une contamination [un flux génique] se produise dans les forêts naturelles, l’espèce doit être sexuellement compatible ; si l’on pense aux espèces commerciales utilisées au Chili – le pin et l’eucalyptus –, elles sont à la fois exotiques et incompatibles avec les espèces indigènes. Si nous pouvions avoir un jour des plantations commerciales avec des arbres génétiquement modifiés, vous pouvez être sûr que ceux-ci auront été évalués de manière rigoureuse, bien plus que toute autre culture agricole ou tout arbre non génétiquement modifié, de sorte qu'il sera établi scientifiquement qu'ils ne causeront pas de dommages à l'environnement. En fin de compte, il ne faut pas craindre les arbres GM. Ils ne sont pas sinistres, ils ne causent pas de dommages à l’environnement ; au contraire, ils permettront des arbres en meilleure santé avec moins d'applications de pesticides, une meilleure gestion et, en même temps, une productivité plus élevée par hectare.

Q : Parmi les 15 scientifiques qui ont signé la lettre dans Science, vous et Heather Coleman étiez les seules femmes. Selon vous, quelles sont les causes de cette disparité entre les sexes ? Comment pouvons-nous encourager davantage de femmes à se consacrer à la science et à votre domaine de recherche ?

R : Oui, c'est un problème. Dans le domaine de la foresterie, la recherche dirigée par une femme scientifique doit être proche de 15 à 20 %. En fait, si nous effectuons une recherche sur la biotechnologie forestière dans le Web of Science, nous voyons que les auteurs principaux et les plus cités sont tous des hommes. Nous avons constaté cette faible participation (ou présence) de chercheuses lors du congrès Tree Biotechnology 2017 de l'IUFRO, organisé à Concepción. Ce fut une première étape qui a montré que les principaux chercheurs sont des hommes, presque tous originaires de l'hémisphère nord ! Cela a permis deux choses. Premièrement, pour la première fois, deux femmes ont été choisies comme adjointe à la section de biologie moléculaire des arbres de l'IUFRO (2.04.06) – Heather Coleman et moi-même – et quatre jeunes chercheuses nous ont rejointes cette année. Deuxièmement, le congrès de l’IUFRO sur la biotechnologie des arbres qui s’est tenu cette année à Raleigh, Caroline du Nord, aux États-Unis, comprenait un panel sur la diversité et a donné l’occasion à de jeunes chercheurs de faire des présentations orales sur leurs travaux. Nous espérons que ces éléments resteront dans les prochaines éditions de ce congrès, la prochaine devant se tenir en 2021 en Chine.

Cela a permis à la communauté de la biotechnologie forestière de commencer à réfléchir à la possibilité d'avoir plus de femmes dans un domaine très masculin. L’une des missions consiste à avoir des modèles, à donner une plus grande visibilité aux principaux chercheurs dans ce domaine qui sont jeunes et également à ceux qui appartiennent à des groupes minoritaires. Il n’est pas facile de changer le statu quo, mais pour le moment, nous avons plus d’actions et de soutien de la part de nos collègues masculins. Par exemple, certains d’entre eux ont promis de ne pas participer à des panels composés uniquement d’hommes et de soutenir davantage de femmes chercheuses, en particulier lorsqu’elles décident de devenir mères, ce qui est une étape critique pour la carrière universitaire des femmes. Bien qu'un nombre égal d'hommes et de femmes poursuivent une carrière universitaire, pour une raison ou une autre, le nombre de femmes dirigeant des groupes de recherche atteint à peine 20 %. Nous prenons les premières mesures pour inverser la situation. J'espère que cela ne nous prendra pas un siècle, comme l'indiquent certaines études, mais que nous pourrons avoir une équité dans la science et la biotechnologie forestière d'ici 2050.

_____________

* Source : https://allianceforscience.cornell.edu/blog/2019/09/interview-global-potential-forest-biotechnology/

Comments

[Il est là]

Magnifique interview d'une brillante scientifique, ceux qui utilisent les réseaux sociaux ne doivent pas hésiter à la partager sur leurs pages popur faire connaître la voix de la science

[Seppi]

Bonjour,

Merci pour votre commentaire… et pour elle.