L'édition de gènes peut aider l'agriculture à s'adapter au changement climatique et à atteindre les objectifs du Sommet des Nations Unies sur les Systèmes Alimentaires

L'édition de gènes peut aider l'agriculture à s'adapter au changement climatique et à atteindre les objectifs du Sommet des Nations Unies sur les Systèmes Alimentaires

Joseph Maina*

Image : Champ de maïs inondé dans le Midwest américain. Photo : Shutterstock/J.J. Gouin

L'édition de gènes se montre très prometteuse pour développer des cultures plus résilientes et intelligentes face au climat, afin de contrer la menace croissante du changement climatique et ses effets néfastes sur la sécurité alimentaire mondiale, selon de nouvelles recherches.

Avec son vaste potentiel pour atténuer l'insécurité alimentaire et améliorer les moyens de subsistance des populations vulnérables, l'édition de gènes en tant qu'outil de production agricole complète la vision de la faim zéro et de l'action climatique exposée dans les Objectifs de Développement Durable (ODD) des Nations Unies.

Le Sommet 2021 des Nations Unies sur les Systèmes Alimentaires, qui a eu lieu le 23 septembre à l'Assemblée générale des Nations Unies à New York, vise à fournir une plate-forme pour de nouvelles actions ambitieuses, des solutions innovantes et des plans pour transformer les systèmes alimentaires et tirer parti de ces changements pour réaliser des progrès dans tous les ODD.

Des recherches récentes ont identifié l'édition de gènes comme un outil biotechnologique facteur de progrès qui a révolutionné l'amélioration des plantes en termes d'augmentation de la production dans un contexte de changements climatiques rapides qui rendent les anciens systèmes agricoles intenables.

Mais pour tirer pleinement parti du potentiel de l'édition de gènes en fournissant des cultures résilientes dans un monde en mutation rapide, les auteurs de l'étude recommandent de redoubler d'efforts et d'investir non seulement dans les aspects techniques de la technologie, mais aussi dans la promotion du soutien social au sein des communautés concernées.

« Avec l'aide de la génomique, il est possible d'identifier les marqueurs moléculaires qui sont liés à des traits agronomiques importants, ce qui permet d'améliorer les variétés de plantes en termes de production de qualité, de tolérance au stress et de résistance aux maladies », notent les auteurs de Global Warming and Climate Change (réchauffement mondial et changement climatique), qui ont publié en ligne le premier chapitre de leur livre soumis à l'examen des pairs. « Toutes ces technologies contribueront à rendre le monde plus sûr sur le plan alimentaire ».

Selon les prévisions, le changement climatique aura un effet néfaste sur les conditions agricoles ainsi que sur les nutriments du sol, les maladies et les parasites des plantes, les impacts étant particulièrement ressentis dans les pays sous-développés. Pour faire face à ces difficultés, il est nécessaire de disposer de variétés de plantes résistantes au climat, dotées d'une tolérance à large spectre et à long terme aux stress biotiques et abiotiques.

« Au cours de la prochaine décennie, on prévoit que des milliards de personnes, en particulier dans les pays sous-développés, pourraient être confrontées à une pénurie d'eau et de nourriture, accompagnée d'un risque élevé pour la vie et la santé en raison des changements climatiques », écrivent les auteurs. « Les pays en développement sont plus exposés à l'évolution des conditions climatiques, car ils manquent de ressources sociales, financières et technologiques, qui sont nécessaires pour faire face au changement climatique. »

Les effets néfastes du changement climatique se sont déjà fait sentir sur la production agricole dans de nombreuses régions du monde.

Le rapport cite l'Inde, où la production de riz a diminué de 23 % entre 2001 et 2002 en raison du manque d'eau. En Indonésie, environ 1,344 million de tonnes de riz ont été perdues à cause des inondations. On s'attend à pire, notamment à une baisse considérable de la production de maïs en Afrique australe et à une diminution allant jusqu'à 10 % des cultures de base en Asie du Sud, toutes attribuées aux changements climatiques.

Outre les caprices du climat, les systèmes existants risquent de ne pas être à la hauteur pour répondre à la demande croissante de nourriture, un défi encore aggravé par la croissance rapide de la population, en particulier parmi les communautés vulnérables.

Les auteurs notent qu'après plus d'un demi-siècle de succès pour assurer la sécurité alimentaire, la « Révolution Verte » atteint ses limites biologiques, comme en témoigne la stagnation continue des augmentations de rendement au cours des dernières décennies.

« D'ici 2050, on s'attend à ce que 2,4 milliards de personnes viennent s'ajouter à la population des pays en développement du monde », note le rapport. « On estime qu'à l'échelle mondiale, d'ici à 2050, le secteur de l'agriculture doit se développer de 60 % pour répondre à la demande croissante due à l'augmentation continue de la population humaine, et cela ne peut être possible qu'en augmentant la productivité des cultures dans le cadre du changement climatique. »

D'où la nécessité de disposer de méthodes et d'outils plus définitifs, capables de soutenir le panier alimentaire global de manière efficace et durable.

Après avoir déployé avec succès l'édition de gènes pour modifier des caractéristiques simples, les scientifiques se sont lancés dans des entreprises plus ambitieuses en quête de cultures plus robustes, capables de relever les défis et de répondre aux exigences actuelles. L'édition du génome est appréciée pour sa précision et la flexibilité qu'elle offre aux scientifiques pour modifier des parties spécifiques du génome afin d'obtenir l'effet désiré.

En revanche, l'amélioration des plantes traditionnelle par recombinaison génétique ou mutagenèse aléatoire est un processus qui prend beaucoup de temps et ne peut pas répondre à la demande croissante de cultures, affirment les auteurs.

« Les techniques d'édition du génome, y compris [...] CRISPR/Cas, permettent la modification sélective de presque toutes les séquences du génome des cultures afin de générer de nouvelles variations et d'accélérer les efforts de sélection », affirment-ils.

Même si les variétés paysannes et de pays sont bien adaptées aux conditions actuelles et peuvent avoir été utilisées avec succès comme sources de gènes adaptatifs pour l'amélioration des plantes dans leurs environnements de production locaux, elles peuvent perdre cette adaptation dans les conditions climatiques changeantes, préviennent les auteurs.

Et l'introduction de variétés de cultures plus adaptées provenant d'ailleurs n'est peut-être pas une solution pratique, le développement de nouvelles variétés restant la seule solution viable.

Selon les auteurs, une stratégie d'adaptation efficace devra être adaptée aux effets du changement climatique propres à chaque site et, dans certains cas, varier même au sein d'un même pays.

Dans l'ensemble, ils prévoient une transition progressive de la sélection conventionnelle vers des cycles d'édition sélective du génome pour l'amélioration des cultures.

_____________

* Source : Gene editing can help agriculture adapt to climate change and meet UN Food Systems Summit goals - Alliance for Science (cornell.edu)