Des variétés génétiquement modifiées (OGM) pour lutter contre la sécheresse et le sel

Des variétés génétiquement modifiées (OGM) pour lutter contre la sécheresse et le sel

La photo montre la grande résilience (tolérance à la sécheresse) d'une variété de blé Bioceres portant le gène HB4 (à gauche) par rapport à une variété traditionnelle sans HB4 (à droite). (Source)

Nos pérégrinations nous ont mis sur la piste un article publié dans Frontiers in Plant Science, « An Interdisciplinary Approach to Study the Performance of Second-generation Genetically Modified Crops in Field Trials: A Case Study With Soybean and Wheat Carrying the Sunflower HaHB4 Transcription Factor » (une approche interdisciplinaire pour étudier la performance des cultures génétiquement modifiées de deuxième génération dans des essais en plein champ : une étude de cas avec du soja et du blé portant le facteur de transcription HaHB4 du tournesol).

C'est l'œuvre d'une équipe argentine : Fernanda Gabriela González, Nicolás Rigalli, Patricia Vivian Miranda Martín Romagnoli, Karina Fabiana Ribichich, Federico Trucco, Margarita Portapila, María Elena Otegui et Raquel Lía Chan.

En voici le résumé, que nous découpons pour en faciliter la lecture.

« La recherche, la production et l'utilisation des cultures génétiquement modifiées (GM) ont divisé le monde entre partisans et opposants. Jusqu'à présent, cette technologie s'est limitée à la lutte contre les mauvaises herbes et les parasites [ma note : c'est juste en gros, mais pas en détail], alors que la deuxième génération de cultures génétiquement modifiées devrait aider les agriculteurs pour la tolérance aux stress abiotiques ou l'amélioration des caractéristiques nutritionnelles.

Afin d'analyser ce sujet de manière holistique, nous abordons dans cette présentation une technologie avancée pour les cultures GM tolérantes à la sécheresse, passant des détails moléculaires obtenus en laboratoire à un réseau étendu d'essais en plein champ ainsi que l'impact de l'introduction de cette innovation sur le marché.

Le tournesol présente des facteurs de transcription divergents, qui pourraient être des acteurs clés dans la réponse à la sécheresse en orchestrant plusieurs voies de transduction de signaux, générant une performance améliorée pour faire face au déficit hydrique. 

L'un de ces facteurs, HaHB4, appartient à la famille des fermetures éclair homéodomaines-leucines et a été introduit pour la première fois dans Arabidopsis. Les plantes transformées ont amélioré leur tolérance aux déficits hydriques, par l'inhibition de la sensibilité à l'éthylène et non par la fermeture des stomates.

Des plantes de blé et de soja exprimant le gène HaHB4 ont été obtenues et cultivées dans un large éventail de conditions de culture ; elles présentaient une meilleure adaptation aux environnements sujets à la sécheresse, la contrainte la plus importante affectant le rendement des cultures dans le monde.

Cependant, la performance du blé et du soja différait légèrement selon les environnements mentionnés ; alors que le comportement amélioré du blé GM par rapport aux témoins dépendait moins du régime de température (froid ou chaud), les différences entre le soja GM et le soja de type conventionnel étaient remarquablement plus importantes dans des conditions plus chaudes que dans des conditions plus froides.

Dans les deux espèces, ces cultures GM sont de bonnes candidates pour devenir des produits commercialisés dans un avenir proche.

En prévision de l'intérêt des consommateurs et des autres parties prenantes, des analyses spectrales des grandes cultures ont été effectuées pour différencier ces cultures GM des cultivars de type conventionnel et des cultivars commerciaux.

Dans cet article, l'impact potentiel de la mise sur le marché de ces produits est examiné, en tenant compte des points de vue des différentes parties prenantes.

Les résultats des essais sont résumés dans le graphique suivant :

Figure 1 : Réponse relative du rendement en grains des lignées de blé et de soja transgéniques dans différents environnements.

Pour chaque espèce (triangles pour le soja et carrés pour le blé), les symboles représentent la combinaison de (i) la différence de température moyenne de chaque site par rapport à la moyenne des environnements (ordonnée), et (ii) le bilan hydrique relatif (RWB) de chaque site (abscisse), soit RWB=(Précipitations+Irrigation-PET)/PET (PET : évapotranspiration potentielle).

La variation du rendement relatif en grains (RGY) a été calculée comme suit : RGY = (GYtg-GYwt)/GYwt (GYtg : rendement des variétés transgéniques ; GYwt : rendement des variétés conventionnels) et exprimée en pourcentage (valeurs à côté des symboles).

Les différentes couleurs représentent trois situations :

(i) différence de rendement de 5 % ou plus en faveur des transgéniques : RGY ≥ 5 % (GYtg > Gywt) : symboles de couleurs, la couleur identifiant le groupe environnemental correspondant :

• rouge : sec et chaud

• vert : humide et chaud

• violet : sec et frais

• bleu : humide et frais

(ii) différence de rendement de 5 % ou plus en faveur des conventionnelles : RGY ≤ –5 % (GYwt > GYtg), symboles noirs, et

(iii) résultats sensiblement équivalents : –5 % < RGY < 5% (GYtg = GYwt), symboles blancs.

Le soja génétiquement modifié présente une sénescence retardée par rapport au témoin de type conventionnel. Dans l'image ci-dessous, la partie supérieure représente schématiquement le cycle de vie du soja. Dans la partie inférieure on a une illustration de l'un des essais en champ réalisés pour comparer le génotype de type conventionnel (à droite) avec le génotype transgénique HaHB4 (à gauche)

Ci-dessous, la représentation schématique du processus de développement. Notez la longueur du processus réglementaire... même dans un pays qui ne pratique pas l'obstruction à la mode européenne et pour une transformation qui, a priori, est assez banale (mettre un gène de tournesol dans un blé ou un soja... oh, mon Dieu !).

Notons aussi que certains pays exigent des essais en plein champ locaux, même lorsque des résultats d'essais sont déjà disponibles et peuvent être « transportés ».

Rappelons aussi que Florimond Desprez et Bioceres ont créé la société Trigall Genetics afin de développer et commercialiser en Amérique du Sud des variétés de blé incorporant des biotechnologies de seconde génération. France, ta recherche-développement fout le camp...

Même technique (gène) HB4 dans le soja. Ici, le soja HB4 a été testé pour la tolérance au sel. Isolignée HB4 (deux rangs à droite) et non HB4 (deux rangs à gauche) irriguées avec de l'eau très salée. (Source)

Notre variété de soja HB4^® précommerciale en cours de production à Brookston, Indiana.

Ce soja est produit en contre-saison et retournera en Argentine pour la prochaine campagne. (Source)

Comments

[Bebop76]

@ Yann
votre remarque me fait revenir sur mon affirmation qui est valable pour du blé d'hiver semé à l'automne.
Il se peut que dans le cas présent Argentin, il s'agisse de blé de printemps semé au printemps où il peut y avoir des épisodes secs marqués et défavorables à l'installation du blé.

[yann]

@Bebop
vous avez raison on ne constate pas vraiment de stress visuels a se stade sur un blé en cas de stress hydrique fort, mais on peut quand même observer une des composantes de rendements être pénalisée, a savoir le nombre de talles et donc d'épis! Certes il peut y avoir une compensation ensuite par la fertilité épis (nombre de grains ) ou le PMG, mais le mieux reste de mettre le plus tôt possible toutes les chances de son coté quitte a baisé la densité de semis si la composante tallage devient plus forte en moyenne….

[Bebop76]

Petite remarque sur la 1ère photo de blé en Argentine.
Je n'ai jamais vu un blé souffrir de sécheresse à ce stade
N'y a t-il pas tout simplement un problème de précocité entre les deux variétés.
En toute honnêteté, il faudrait comparer le gène HB4 toutes choses égales par ailleurs !