L'édition génétique du cotonnier pourrait ouvrir une nouvelle voie pour la production

L'édition génétique du cotonnier pourrait ouvrir une nouvelle voie pour la production

Contributeurs d'AGDAILY*

Selon un communiqué de Texas A&M AgriLife, le nouveau projet d'édition génétique du cotonnier de l'université se concentrera sur l'amélioration de la résistance du cotonnier à des insectes nuisibles, ouvrant ainsi la voie à la protection des plantes. Grâce à la technologie de l'édition de gènes, les chercheurs s'efforcent de supprimer une caractéristique afin de rendre les plantes plus résistantes à des parasites, ce qui constitue un pas de géant dans les nouvelles méthodologies conçues pour protéger les plantes contre les insectes et autres menaces.

Le projet NIFA [National Institute of Food and Agriculture] a été lancé par M. Greg Sword, docteur en sciences, chercheur à Texas A&M AgriLife Research et titulaire de la chaire Charles R. Parencia au Département d'Entomologie, et se concentrera sur l'amélioration de la résistance des plantes de cotonnier aux insectes ravageurs.

L'objectif est essentiellement de réduire au silence les gènes du cotonnier qui produisent des monoterpènes, des substances chimiques qui produisent une odeur qui attire les insectes nuisibles, a expliqué M. Sword. En supprimant les odeurs que les parasites associent à un endroit propice pour se nourrir et se reproduire, les scientifiques pensent pouvoir réduire les infestations, ce qui permettra de réduire l'utilisation de pesticides et d'améliorer la rentabilité.

Le projet d'édition de gènes de M. Sword vise à mettre en évidence et à exploiter des interactions écologiques simples mais essentielles entre les plantes et les insectes, ce qui pourrait contribuer à protéger les plantes.

« Les insectes développent perpétuellement des résistances à tout ce que nous leur lançons », explique M. Sword. « Il est donc important que nos outils continuent d'évoluer. Cela ne peut se faire que grâce à un effort engagé et concentré, dirigé par les établissements d'enseignement supérieur, les scientifiques et les producteurs. »

Le Texas est un État clé pour la production de coton

La production de coton au Texas représente une contribution de 2,4 milliards de dollars au produit intérieur brut de l'État. Au total, la production de l'État représente 40 % de la récolte américaine de ces dernières années.

De 2019 à 2021, les producteurs de coton du Texas ont produit en moyenne 6,2 millions de balles de coton sur 1,9 millions d'hectares récoltés, générant une valeur de production de 2,1 milliards de dollars. L'industrie du coton au Texas assure plus de 40.000 emplois dans l'État et 1,55 milliard de dollars de revenus annuels du travail.

Les scientifiques du Département d'Entomologie de l'université ont reçu une subvention équivalente de près de 150.000 dollars de l'Institut National de l'Alimentation et de l'Agriculture (NIFA) du Département Américain de l'Agriculture et du Cotton Board, une organisation de filière qui représente des milliers de cultivateurs au Texas et aux États-Unis.

Le projet de trois ans, Modifying Terpene Biosynthesis in Cotton to Enhance Insect Resistance Using a Transgene-free CRISPR/CAS9 Approach (modifier la biosynthèse des terpènes dans le cotonnier pour améliorer la résistance aux insectes par une approche CRISPR/CAS-9 sans transgène), a reçu 294.000 dollars pour la recherche de nouveaux outils de lutte contre les ravageurs pour la production de coton. Si elles sont couronnées de succès, ces avancées pourraient à terme produire des résultats positifs en termes de coût-bénéfice qui se répercuteraient sur l'économie et l'environnement.

Financement de départ essentiel de Cotton Incorporated

M. Sword collabore avec Mme Anjel Helms, docteur en écologie chimique et professeur adjoint au Département d'Entomologie, M. Michael Thomson, docteur en génétique à AgriLife Research au Département des Sciences du Sol et des Cultures et au Laboratoire d'Édition du Génome des Cultures, et l'étudiant diplômé Mason Clark.

Cette équipe de recherche travaille sur un projet qui a été « ensemencé » par Cotton Incorporated, la société à but non lucratif de la filière qui soutient la recherche, la commercialisation et la promotion du coton et de ses produits dérivés.

Le financement de départ a permis à l'équipe d'AgriLife Research de créer un poste de diplômé pour M. Clark et de produire des données préliminaires qui ont jeté les bases de la proposition de demande de subvention du NIFA, explique M. Sword. En outre, la recherche sur les terpènes fait partie de projets parallèles plus vastes qui ont débuté avec le soutien direct de Cotton Incorporated.

« Le soutien de Cotton Incorporated a été absolument essentiel dès le début pour lancer le projet », a-t-il déclaré. « D'un point de vue scientifique, le soutien et la collaboration de l'industrie sont essentiels à la réussite d'un projet, qu'il s'agisse de mobiliser des fonds pour la recherche ou d'identifier, de cibler et de résoudre un problème, ce qui aide réellement les producteurs. »

Les collaborations industrielles renforcent l'impact

Les recherches comme celles de M. Sword sont renforcées et parfois directement financées par des groupements de filière représentant les producteurs et les industries connexes.

M. Jeffrey W. Savell, vice-chancelier et doyen de la Faculté d'Agriculture et des Sciences de la Vie, a déclaré que les projets collaboratifs permettent aux fonds consacrés à la recherche d'avoir le plus grand impact possible sur les producteurs. Les relations de Texas A&M AgriLife avec les groupements de producteurs peuvent donner le coup d'envoi à des travaux novateurs et aider les programmes établis à conserver leur élan.

« Cotton Incorporated est l'un de nos partenaires de longue date, et cette collaboration a eu un impact énorme sur les individus, les exploitations agricoles, les communautés et l'Etat », a déclaré M. Savell. « Ce projet n'est qu'un exemple de la manière dont nous pouvons faire plus en nous engageant auprès des producteurs que nous servons. »

La recherche à long terme du Cotton Board investit dans toute la gamme de la production

M. Bill Gillon, Président et CEO du Cotton Board, a déclaré que les projets soutenus par le Cotton Board et Cotton Incorporated couvrent toute la gamme de la production, y compris la réduction de la demande en eau des plantes, l'augmentation de la résistance aux ravageurs et aux maladies, et l'amélioration de la qualité des semences et des fibres.

Les scientifiques de Cotton Incorporated identifient généralement un besoin ou une vulnérabilité, puis créent et classent par ordre de priorité les sujets pour des projets potentiels. Ces projets sont développés en coordination avec des programmes de recherche agricole qui seront soit directement financés par le groupe, soit soumis à des agences de financement pour des subventions mises en compétitition. Le Cotton Board examine les propositions de projet et les approuve en vue de leur soumission au NIFA pour l'obtention de subventions mises en compétition.

Le Cotton Research and Promotion Program du Cotton Board a généré plus de 4 millions de dollars de subventions mises en compétition pour la recherche sur le cotonnier de la part du NIFA au cours des trois dernières années, a déclaré M. Gillon. Abondé par le 1,35 million de dollars du Cotton Board, le programme a généré 5,4 millions de dollars de financement de la recherche agricole pour des projets essentiels à l'amélioration de la productivité et de la durabilité pour les producteurs de coton des hautes terres aux Etats-Unis.

Selon M. Gillon, les subventions de contrepartie représentent un investissement collaboratif qui maximise le soutien financier à la science, ce qui a en fin de compte un impact sur les producteurs et les économies locales du Texas et de la Cotton Belt.

« Nous apprécions notre relation de longue date avec Texas A&M et d'autres institutions de la Cotton Belt, car le travail ne serait pas possible sans leur expertise », a-t-il déclaré. « Nous considérons cela comme un partenariat et souhaitons soutenir leur mission de land grant et aider les chercheurs à maintenir leurs capacités, leurs programmes et leurs laboratoires qui continuent à produire des résultats essentiels pour les producteurs de coton et la production agricole. »

L'adhésion de l'industrie crée un changement positif dans la société

La recherche visant à améliorer la capacité d'une plante à tolérer ou à résister aux insectes nuisibles et aux maladies par le biais de programmes de sélection n'est pas nouvelle, en particulier pour un projet de recherche universitaire financé par des fonds publics, a déclaré M. Sword. Toutefois, l'édition des génomes des plantes et des insectes nuisibles est une méthodologie relativement nouvelle, mais qui progresse rapidement.

Le séquençage des génomes d'intérêt et l'utilisation de l'outil d'édition de gènes CRISPR sont devenus des moyens de plus en plus viables d'identifier les caractéristiques des plantes ou des animaux et d'influencer sur elles.

Toutefois, l'utilisation de la technologie d'édition des gènes pour supprimer une caractéristique afin de rendre les plantes plus résistantes aux parasites est une nouveauté, a déclaré M. Sword. Cette recherche pourrait constituer la genèse d'un pas de géant dans les nouvelles méthodologies destinées à protéger les plantes contre les insectes et d'autres menaces.

M. Phillip Kaufman, Ph.D. et directeur du Département d'Entomologie, a déclaré que l'un des principaux objectifs de son département était d'aborder des sujets ou des préoccupations pertinents, qu'il s'agisse de santé publique ou de production agricole. Que la recherche réponde aux besoins immédiats des producteurs ou qu'elle jette les bases des percées des prochaines décennies, la pertinence de nombreux projets de recherche agricole est guidée par l'apport des producteurs.

L'adhésion de l'industrie est essentielle à la recherche en entomologie, a-t-il déclaré. Les sujets relatifs aux produits de base, dans ce cas le coton, et à l'intérêt public, dans ce cas le NIFA, sont une bonne représentation de la manière dont la mission des bourses d'études agricoles répond aux besoins des producteurs mais peut également se répercuter sur les communautés, l'économie et l'environnement.

Selon M. Kaufman, le soutien stratégique public-privé à la recherche sur les pratiques durables dans l'ensemble du secteur agricole a des effets bénéfiques considérables.

« Ce projet de subvention est un bon exemple de la manière dont les producteurs de coton, les égreneurs et d'autres éléments de leur industrie se taxent eux-mêmes pour financer des campagnes et des recherches qui ajoutent de la valeur à ce qu'ils produisent », a-t-il déclaré. « Il montre également la motivation des pouvoirs publics à investir dans la recherche de méthodes de lutte contre les ravageurs qui réduisent l'utilisation de produits chimiques. »

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* Source : Cotton gene-editing could pave a new path for production | AGDAILY