New Breeding Techniques

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Les New Breeding Techniques (NBT), aussi appelées « New Plant Breeding Techniques » (NPBT), « Nouvelles techniques de sélection végétale » ou « Nouvelles techniques d’amélioration des plantes », font référence à un ensemble de techniques d’édition génomique employées dans le domaine de la sélection végétale pour développer de nouvelles variétés de plantes.

Historique[modifier | modifier le code]

La plupart de ces techniques ont été rassemblées pour la première fois sous l’appellation « NBT » par le rapport de 2011 du Centre commun de recherche de l’Union européenne[1]. Individuellement, ces techniques peuvent cependant être très anciennes, comme la pratique de la greffe, ou très récentes, comme CRISPR-Cas9 mise au point en 2012.

Techniques[modifier | modifier le code]

Liste des techniques concernées[modifier | modifier le code]

Selon les travaux en cours du Centre commun de recherche européen[1] et du Haut Conseil des biotechnologies français[2], l’appellation New Breeding Techniques recouvre l’ensemble des techniques suivantes :

Certaines de ces techniques ne sont pas spécifiques au domaine végétal, ou ne sont pas réellement nouvelles, à l’exemple de la pratique de la greffe. En outre, ces différentes techniques sont susceptibles d’être utilisées simultanément ou en complément d’autres techniques comme la sélection génomique[2].

Objectifs[modifier | modifier le code]

Les NBT permettent de produire plusieurs types d’effets[3]:

Intérêts[modifier | modifier le code]

Les New Breeding Techniques se distinguent par leur capacité à cibler et modifier de manière précise le génome des plantes[2], et d’obtenir rapidement des variétés stables, à la différence des méthodes classiques de sélection végétale[4]. Par rapport aux OGM, les plantes obtenues par les techniques NBT se caractérisent par l’absence d’ADN étranger[4].

L’utilisation des NBT vise à permettre[4] :

  • Une action limitée aux gènes d’intérêt
  • L’absence de recours à de l’ADN étranger
  • L’édition multiple d’un gène
  • L’édition simultanée de plusieurs gènes
  • L’élargissement maîtrisé de la base génétique d’une espèce
  • Le développement de tout trait d’intérêt agronomique ou écologique
  • La domestication accélérée d'une espèce

Applications[modifier | modifier le code]

Grâce aux NBT, il est possible d'intégrer à des végétaux des traits nouveaux au sein de l'espèce ou issus d'autres variétés.

Les principales filières agricoles et alimentaires considèrent que l'utilisation de ces techniques de sélection peuvent avoir de nombreuses applications dans différents domaines[5].

Résistance aux maladies[modifier | modifier le code]

Les NBT sont employées pour développer les résistances des plantes à différentes maladies. Une variété de maïs résistante à la nécrose létale du maïs, destinée à l’Afrique de l'Est, est en cours de création par le CIMMYT en utilisant CRISPR/Cas9[6],[7]. CRISPR/Cas9 a également été utilisé pour développer la résistance de variétés de tomate et de concombre aux potyvirus, en inactivant un gène utilisé par cette famille de virus pour se développer dans les organismes hôtes[8].

En parallèle, les TALENs sont utilisées pour développer la résistance du riz aux bactéries xanthomonas[9],[10].

La cisgénèse a également permis à des pommes de terre de devenir résistantes au mildiou, en combinant simultanément trois gènes de résistance à cet agent pathogène[11].

Meilleure adaptation aux conditions environnementales[modifier | modifier le code]

La technique CRISPR/Cas9 a permis de favoriser l'expression d'un gène connu pour accroître la tolérance du maïs à la sécheresse en remplaçant le promoteur associé par un promoteur augmentant sa fréquence d'expression[12].

Qualité nutritionnelle et conservation des aliments[modifier | modifier le code]

Grâce à l'utilisation des TALENs, un gène en partie responsable de la synthèse d'acides gras chez le soja a été éteint, augmentant la part des acides mono-insaturés et réduisant celle des acides gras saturés, améliorant ainsi la qualité nutritionnelle de l'huile extraite de la variété de soja concernée[13].

L'interférence par ARN a également servi à empêcher l'expression d'un gène provoquant la modification de l'amidon de la pomme de terre au contact du froid (conservation réfrigérée). Sans cela, l'amidon transformé en sucres réducteurs, lorsque la pomme de terre est ensuite mis au contact de hautes températures (huile de friture), produit des acrylamides, probablement cancérogènes pour l'homme[14].

Développement de l'agriculture biologique[modifier | modifier le code]

En pratique, les différentes applications des NBT peuvent être utilisées pour renforcer la résistance des variétés cultivées, en y introduisant des caractéristiques de variétés sauvages (procédé de « rewilding ») afin d’améliorer les rendements en agriculture biologique. De cette manière, les plantes ont moins besoin d’engrais ou des pesticides, objectifs fixés par l’IFOAM à l’agriculture biologique[15].

Selon le comité éthique commun de l'INRA, CIRAD et d'Ifremer, « les techniques d’édition de génome sont pleinement compatibles avec l’agro-écologie ». Les scientifiques consultés évaluent que les objectifs principaux de l’agro-écologie peuvent être atteints grâce aux NBT, par exemple l'augmentation de la biodiversité, la réduction de la quantité d’intrants (herbicides, engrais...) ou la suppression de la résistance à un herbicide par des mutations dirigées visant à revenir à la plante sauvage[16]. Une position similaire a été exprimée par l'agronome Michel Griffon qui juge que les « nouvelles biotechnologies végétales offrent des opportunités très intéressantes pour consolider une agriculture ancrée dans une vision écologique de la production végétale »[17]. Idem pour Urs Niggli (directeur de l'Institut de recherche sur l'agriculture biologique, FiBL (en)) qui évoque le « grand potentiel » des NBT comme moyen de lutter contre les maladies et d'éviter l'utilisation de pesticides en agriculture biologique[17],[18].

Cadre juridique[modifier | modifier le code]

L'Union européenne n'a pas encore arrêté de position commune sur la manière d'encadrer l'utilisation des NBT[19]. Toutefois, différents Etats-membres ont déjà adopté ou commencé d'orienter leur législation en la matière.

  • Les Pays-Bas sont favorables à une régulation identique à celle des plantes et aliments obtenus par sélection conventionnelle en cas d'absence d'ADN étranger à l'espèce ou de molécules d'ADN recombinant dans la plante finale. Dans ce cas, les autorités néerlandaises estiment que les variétés créées avec l'aide des NBT sont équivalentes aux variétés traditionnelles et n'ont donc pas besoin d'une procédure particulière[20].
  • En Suède, la législation se base sur la présence d’ADN étranger ou non pour évaluer le statut des plantes issues de NBT. De sorte, un plant de chou modifié grâce à CRISPR-Cas9 a pu être cultivé et mangé sans nécessité d’autorisation préalable[21].

Hors de l'Union européenne, des Etats ont adopté leur réglementation au développement des new breeding techniques.

  • Le Département de l'Agriculture des États-Unis a indiqué ne pas mettre en place de régulation spécifique pour les plantes créées grâce aux NBT, tant que celles-ci auraient pu être obtenues par les méthodes de sélection classiques. Une exception est toutefois prévue pour les variétés de plante sécrétant ou tolérantes à des pesticides[22].
  • Au Canada, la législation se focalise sur le caractère nouveau d'un trait, indépendamment de la manière dont une variété en a été dotée, que ce soit par sélection traditionnelle ou par d'autres méthodes, parmi lesquelles les NBT[23].
  • Au Brésil, l'autorisation des variétés impliquant l'usage des nouvelles techniques de sélection se base, depuis janvier 2018, sur une évaluation au cas par cas centrée sur les caractéristiques de la plante et la présence ou non d'ADN d'une autre espèce. De plus, la Commission technique nationale de biosécurité prend en compte l'éventualité que la variété ait pu être autorisée dans un autre pays[24].
  • L'Argentine a adapté sa législation pour être en accord avec le protocole de Carthagène en privilégiant une approche au cas-par-cas. Dans l'éventualité où il n'y pas d'ADN provenant d'une autre espèce ou d'ADN recombinant dans la plante finale, les autorités argentines considèrent que les plantes issues font l'objet de la même réglementation que les variétés traditionnelles[25].

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Maria Lusser, Claudia Parisi, Damien Plan et Emilio Rodríguez-Cerezo, « New plant breeding techniques - State-of-the-art and prospects for commercial development », Commission européenne / Joint Research Centre (JRC) / Institute for Prospective Technological Studies (IPTS), (consulté le 12 juillet 2016)
  2. a b et c Note sur les "nouvelles techniques" du comité scientifique du HCB, site du HCB, le 19 janvier 2016
  3. P. Mollier, ABC des nouvelles biotechnologies de modifications ciblées du génome, site de l'INRA, le 15 juin 2015
  4. a b et c P. Rogowsky, Promesses et limites des nouveaux outils de sélection végétale (NBT), présentation lors des rencontres « Agriculture & Innovation 2025 » au salon international de l'agriculture, le 3 mars 2016
  5. Compte rendu du 7ème colloque des biotechnologies végétales, octobre 2017, AFBV, octobre 2017
  6. DuPont Pioneer and CIMMYT form CRISPR-Cas public/private partnership, CIMMYT
  7. CRISPR/Cas9, la plus médiatisée des NBT, info NBT, 12 octobre 2016
  8. Chandrasekaran J., Brumin M., Wold D., Leibman D., Klap C., Pearlsman M., Sherman A., Development of broad virus resistance in non-transgenic cucumber using CRISPR/Cas9 technology, Molecular Plant Pathology, septembre 2016, 17(7):1140-53, doi: 10.1111/mpp.12375
  9. High-efficiency TALEN-based gene editing produces disease-resistant rice, Ting Li, Bo Liun Martin H Spalding, Donald P Weeks et Bing Yang, Nature Biotechnology, n°30, 7 mai 2012, 390-392, DOI:10.1038/nbt.2199
  10. TALEN, ciseaux moléculaires de la nouvelle génération de NBT, info NBT, 20 novembre 2016
  11. Haverkort A.J., Struik P.C., Visser R.G.F., Jacobsen E., Applied biotechnology to combat late blight in potato caused by Phytophthora infestans, Potato Research, août 2009, 52:249-264, doi: 10.1007/s11540-009-9136-3
  12. Shi J., Gao H., Wang H., Lafitte H.R., Archibald R.L., Yang M., Hakimi S.M., Mo H., Habben J.E., ARGOS8 variants generated by CRISP-Cas9 improve maize grain yield under field drought stress conditions, Plant Biotechnology Journal, février 2017, 15(2):207-216, doi: 10.1111/pbi.12603
  13. W.Haun, A. Coffman, B.M. Clasen, Z.L. Demorest, A. Lowy, E. Ray, A. Retterath, T. Stoddard, A. Juillerat, F. Cedrone, L. Mathis, D.F. Voytas, F. Zhang, Improved soybean oil quality by targeted mutagenesis of the fatty acid desaturase 2 gene family, Plant Biotechnology Journal, 23 mai 2014, doi: 10.1111/pbi.12201
  14. Clasen B.M., Stoddard T.J., Luo S., Demorest Z.L., Li J., Cedrone F., Tibebu R., Davison S., Ray E.E., Daulhac A., Coffman A., Yabandith A., Retterath A., Haun W., Baltes N.J., Mathis L., Voytas D.F., Zhang F., Improving cold storage and processing traits in potato through targeted gene knockout, Plant Biotechnology Journal, janvier 2016, 14(1):169-76., doi: 10.1111/pbi.12370
  15. Andersen, M.M., X. Landes, W. Xiang, A. Anyshchenko, J. Falhof, J.T. Østerberg, L.I. Olsen, A.K., Edenbrandt, S.E. Vedel, B.J. Thorsen, P. Sandøe, C. Gamborg, K. Kappel, M.G. Palmgren, Feasibility of new breeding techniques for organic farming, Trends in Plant Science, vol. 20, issue 7, p.426-434, 28 mai 2015
  16. Analyser les questions éthiques et politiques posées par l’édition du génome des végétaux, site de l'INRA, le 28 mars 2018
  17. a et b Rapport « Les enjeux économiques, environnementaux, sanitaires et éthiques des biotechnologies à la lumière des nouvelles pistes de recherche », site du sénat, le 14 avril 2017
  18. „CRISPR hat großes Potenzial“, Die Tageszeitun, le 6 avril 2016
  19. Questions parlementaires, réponse donnée par M. Andriukaitis au nom de la Commission, site du Parlement européen, le 18 décembre 2015
  20. USDA, Dutch Proposal to Legislate NBTs, Agri-Pulse, 29 septembre 2017
  21. Jon Cohen, Did a Swedish researcher eat the first CRISPR meal ever served ?, Science, 7 septembre 2016
  22. Secretary Perdue Issues USDA Statement on Plant Breeding Innovation, U.S. Department of Agriculture, 28 mars 2018
  23. Stuart J. Smyth, Canadian regulatory perspectives on genome engineered crops, GM Crops & Foods, vol 8, pages 35-43, 2017, DOI: 10.1080/21645698.2016.1257468
  24. Resolução Normativa Nº 16, de 15 de janeiro de 2018, site de la Commission technique nationale de biosécurité
  25. Agustina I. Whelan et Martin A. Lema, Regulatory framework for gene editing and other new breeding techniques (NBTs) in Argentina, GM Crops & Foods, vol 86, pages 253-265, 2015, DOI: 10.1080/21645698.2015.1114698
  26. Update on new breeding techniques review, Food Standards Australia New Zealand