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 d'OGM.

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]. Ces techniques incluent cependant CRISPR-Cas9 mise au point en 2012.

Techniques[modifier | modifier le code]

Liste des techniques utilisées dans le cadre des NBT[modifier | modifier le code]

Selon les travaux 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 le génome des plantes[2], et d’obtenir rapidement des variétés stables, à la différence des méthodes classiques de sélection végétale[4] qui procèdent par croisements et qui prennent donc plusieurs années. Par rapport aux OGM classiques, les plantes obtenues par les techniques NBT sont réputées se caractériser par l’absence d’ADN étranger[4], ce qui est inexact par exemple dans le cas de la cis-génèse ou encore dans l'usage de CRISPR/Cas9 qui requiert l'insertion d'une construction génétique ad-hoc. Celle-ci peut en principe être retirée ensuite par un technique classique de croisements.

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

  • Une action limitée aux gènes d’intérêt
  • L’édition multiple d’un gène
  • L’édition simultanée de plusieurs gènes

Risques[modifier | modifier le code]

Selon le comité consultatif commun d'éthique de l'INRA, CIRAD et d'Ifremer, «Les risques associés aux nouvelles techniques d’édition du génome sont pluriels et intriqués entre eux : environnementaux, sanitaires, agricoles, économiques, sociaux et politiques. Ceux spécifiquement associés à ces nouvelles techniques sont peu nombreux : principalement le bioterrorisme qui reste toutefois une menace abstraite pour les végétaux. De la sorte, le précédent des plantes génétiquement modifiées (PGM, obtenues par transgenèse) a permis d’investiguer et documenter la plupart des risques environnementaux et sanitaires existants. Pour les risques agricoles, l’édition du génome peut à la fois être un facteur réduisant l’agro-biodiversité mais aussi une solution pour l’enrichir et répondre à de nouveaux enjeux. Dans son 11e avis, le Comité d’éthique analyse également les risques économiques, sociaux et politiques et relève que différentes interrogations pointent vers une préoccupation commune : faire en sorte que ces nouvelles technologies, associées aux régimes de propriété intellectuelle, ne dépossèdent pas les citoyens de leur capacité d’action sur des objets d’intérêt commun. Ce qui invite à repenser les liens entre techniques et systèmes agricoles.»[5]

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 semencières considèrent que l'utilisation de ces techniques de sélection peuvent avoir de nombreuses applications dans différents domaines[6].

Résistance aux maladies[modifier | modifier le code]

Les NBT sont employées dans des recherches visant à 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[7],[8]. 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[9].

En parallèle, les TALENs sont utilisées dans des recherches visant à développer la résistance du riz aux bactéries xanthomonas[10],[11].

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[12].

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 [13].

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[14].

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[15].

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[16].

Selon le comité éthique commun de l'INRA, CIRAD et d'Ifremer, «L’édition du génome est-elle compatible avec l’agroécologie ? Le Comité d’éthique observe, tout d’abord, l’évolution du concept d’agroécologie. L’agroécologie pourrait désormais avoir pour principes, selon les mots de Michel Griffon : « l’écologie comme guide technologique, l’équité comme inspiration sociale ». Dès lors, à quelles conditions est-elle compatible avec l’édition du génome ? Le Comité d’éthique invite à :

  • Prendre le temps d’améliorer, soulignant que les « ciseaux moléculaires » offerts par CRISPR-Cas9 ne pourront apporter les solutions aux problèmes de l’agriculture qu’à la condition qu’on leur donne le temps de s’éprouver dans des milieux ouverts. Mener ces études exige « patience et longueur du temps », soit 10, 20, parfois 30 ans de recherches et d’essais. Le Comité d’éthique insiste ainsi sur la nécessité de « libérer le temps propre à la recherche » ;
  • Ouvrir les systèmes d’évaluation des innovations, avec la nécessité de compléter l’évaluation de type risques/bénéfices par d’autres systèmes de valeurs pour assurer des objectifs d’équité, d’autonomie, de justice sociale et de soin des paysages ;
  • Ouvrir la recherche à la société. « L’arbitrage entre des systèmes de valeurs hétérogènes implique une délibération rationnelle qui ne saurait être de la seule responsabilité de chercheurs et concepteurs de nouvelles variétés ». Une réflexion collective et inclusive doit être produite en amont»[17].

D'après 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] mais s'inquiète des questions de propriété intellectuelle et critique fortement le fait que ces techniques soient de fait concentrée entre les mains d'un petit nombre d'entreprises semencières[19].

Cadre juridique[modifier | modifier le code]

La Cour de Justice de l'Union Européenne dans un jugement rendu sur le statut réglementaire des variétés issues des biotechnologies végétales établit que les organismes issus des nouvelles techniques de mutagénèse ne sont pas exclus de la directive 2001/18 et doivent par conséquent être considérés comme des OGM[20].

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[21].
  • 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[22].
  • 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[23].
  • 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[24].

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. « Analyser les questions éthiques et politiques posées par l’édition du génome des végétaux »
  6. Compte rendu du 7ème colloque des biotechnologies végétales, octobre 2017, AFBV, octobre 2017
  7. DuPont Pioneer and CIMMYT form CRISPR-Cas public/private partnership, CIMMYT
  8. CRISPR/Cas9, la plus médiatisée des NBT, info NBT, 12 octobre 2016
  9. 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
  10. 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
  11. TALEN, ciseaux moléculaires de la nouvelle génération de NBT, info NBT, 20 novembre 2016
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  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. « DOSSIER2004Ausgabe DeutschlandNo 22015 2nd editionSupported by:Plant Breeding Techniques An assessment for organic farming », document FIBL,‎ (lire en ligne)
  20. « CURIA - Documents », sur curia.europa.eu (consulté le 25 mai 2019)
  21. Secretary Perdue Issues USDA Statement on Plant Breeding Innovation, U.S. Department of Agriculture, 28 mars 2018
  22. 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
  23. Resolução Normativa Nº 16, de 15 de janeiro de 2018, site de la Commission technique nationale de biosécurité
  24. 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
  25. Update on new breeding techniques review, Food Standards Australia New Zealand