Luxembourg, 26 – 30 juin 1989
Le colloque organisé par la FAO en collaboration avec la communauté économique européenne à Luxembourg en juin 1986, a revu la situation des biotechnologies appliquées aux plantes notamment dans le contexte des perspectives qu'elles apportent aux pays en voie de développement. Ce symposium a permis d'évaluer l'impact de ces nouvelles technologies dans le domaine de l'alimentation et de l'agriculture, et d'identifier les activités qui pourraient être promues par la communauté internationale.
Un nombre limité d'experts était invité à cette reunion. En plus de discussions en reunions plénières les problèmes spécifiques à divers groupes de cultures ont eté éxaminés par différent groupes de travail. Le rapport du groupe 4 reproduit ci-après traite des arbres fruitiers, palmiers, arbres à usages multiples, caféier, théier et cacaoier.
L'atélier 4 fut presidé par le Dr. F.T. Ledig des Etats Unis; Mlle. C. Palmberg du Département des forêts de la FAO fit quant à elle office de rapporteur. Une quarantaine de scientifiques participérent aux travaux de l'atélier 4 dont plus de la moitié étaient originaires de pays en voie de développement.
RAPPORT DE L'ATELIER 4
INTRODUCTION
L'Atelier 4 a examiné l'état des connaissances, les progrès et les questions générales des biotechnologies liées aux arbres fruitiers, aux palmiers, aux essences polyvalentes, au café, au thé et au cacao. Indépendamment des six documents de base sollicités, neuf brefs exposés sur diverses cultures ont été présentés comme base de discussion.
ETAT DES CONNAISSANCES
On a noté que les plantes concernées bien qu'hétérogènes du point de vue de la biologie, de la variation, des connaissances actuelles et des stratégies traditionnelles de gestion sont toutes des organismes vivaces et perennes. Leur conservation, sélection et amélioration se heurtent donc à toute une série de problèmes communs et des efforts concertés pour les résoudre sont possibles et souhaitables. Les nouvelles biotechnologies complètent les méthodes traditionnelles de sélection pour le développement d'espèces prioritaires et fournissent un instrument supplémentaire et parfois très précis pour atteindre des buts spécifiques.
Les méthodes utilisées à ce jour comprennent la culture de tissus et d'organes, l'embryogénèse somatique, le microgreffage utilisé pour rejuvéniliser les tissus, pour la multiplication rapide de génotypes utiles. Dans le cas par exemple des palmiers et du café, le microgreffage sert également à l'amélioration génétique et à la production courante de matériel de plantation (encore que le matériel produit pose certains problèmes de stabilité génétique). Dans tous ces domaines, la nécessité de procéder à des tests pratiques adéquats du matériel produit retardera de plusieurs années son utilisation effective. A titre d'avertissement, des exemples d'échecs de vaste envergure dus à l'insuffisance des essais, par exemple en ce qui concerne les cultures tissulaires du palmier à huile, ont été donnés.
Jusqu'ici, la culture tissulaire n'a pas toujours été axée sur des problèmes spécifiques et a souvent été séparée des stratégies générales de sélection, dont elle fait partie intégrante. Les efforts n'ont toutefois pas été gaspillés. Ils ont permis aux chercheurs de se familiariser avec les techniques existantes et ont servi à identifer les solutions qui pourraient être valables pour peu qu'on les insère dans un ensemble complet en vue de l'amélioration des plantes vivaces.
Des tentatives ont été faites pour mettre au point des méthodes de criblage précoce aux fins de la tolérance/résistance aux agents pathogènes et aux contraintes s'exerçant sur l'environnement, en utilisant des cultures in vitro. On ne sait toutefois pas encore bien si celles-ci ont permis de produire une résistance en champ, si bien que les technologies doivent faire l'objet d'autres essais et être perfectionnées.
La multiplication de tissus méristématiques et le greffage de l'extrémité de la pousse in vitro pour produire de matériel exempt de maladie et de virus ont été utilisés avec succès, notamment pour les agrumes et d'autres arbres fuitiers. On a eu recours à l'emploi d'anticorps monoclonaux et polyclonaux pour la détection précoce des maladies de plusieurs espèces fruitières. La culture d'embryons a été mise au point pour l'échange de matériel génétique chez le cocotier.
La technique de séparation des isoenzymes par électrophorèse a été utilisée pour déterminer l'importance et la distribution des variations génétiques, notamment en ce qui concerne les essences forestières, afin de mettre au point des stratégies de sélection judicieuses et des plans de conservation génétique. Des efforts considérables ont été déployés dans le domaine de l'amélioration de la fixation de l'azote des plantes vivaces ligneuses.
Des travaux concernant la production d'haploïdes et de diploïdes, l'embryogénèse somatique, l'exploitation de la variation somaclonale et l'hybridation somaclonale ont été effectués à titre expérimental pour de nombreux végétaux.
La fusion des protoplastes, le clonage, le transfert des gènes, et la technique de l'ADN recombiné en sont au premier stade de développement et dépendent d'une meilleure compréhension du génome de l'espèce cible et de l'action des gènes. Certains progrès ont été réalisés dans la mise au point de la cartographie du polymorphisme de la longueur des fragments de restriction (RFLP) pour quelques espèces, mais on prévoit qu'il faudra attendre plusieurs décennies avant que les avantages économiques potentiels de ces méthodologies ne se matérialisent.
En résumé, quelques rares techniques, élaborées et affinées en laboratoire, ont été utilisées sur une vaste échelle et ont aidé à résoudre des problèmes spécifiques. Parmi celles qui jusqu'ici ont eu un certain impact ou semblent pouvoir être bientôt largement appliquées, on peut citer l'utilisation de cultures tissulaires pour le criblage précoce aux fins de la résistance aux maladies et au stress, ainsi que pour la rejuvénilisation de matériel mature et la production massive de génotypes utiles aux fins de la sélection ultérieure et de la conservation. Il ne faut pas non plus oublier les techniques isoenzymatiques pour la détermination de la variation et des distances génétiques comme base de sélection et de conservation, l'utilisation d'anticorps monoclonaux dans la détection de maladies et l'emploi de tissus et de cultures d'embryons pour surmonter les problèmes que posent les réglements phytosanitaires aux échanges et au transfert de matériel génétique. La culture de tissus méristématiques a été effectuée avec succes chez certaines plantes reproduites végétativement pour produire du matériel exempt de maladies. Les biotechnologies se sont également avérées utiles dans le domaine de la lutte biologique contre les ravageurs et ont contribué à mieux comprendre le processus de fixation biologique de l'azote.
IDENTIFICATION DES PROBLEMES ET PRIORITES
En raison du délai relativement long qui s'écoule entre le moment où un nouveau cultivar ou une nouvelle variété sont mis au point et celui où ils peuvent être produits sur une vaste échelle, et compte tenu du manque de connaissances des politiciens et décideurs quant au potentiel des nouvelles biotechnologies, joints à la rareté générale des fonds et au besoin de résoudre toute une série de problèmes urgents, le financement de la recherche est souvent insuffisant et incertain à long terme.
Les efforts en matière de biotechnologies pour les palmiers et les cultures arboricoles devraient être axés sur l'accroissement de la production, de la qualité, de la résistance aux maladies et au stress et devraient faciliter les échanges et la conservation de matériel génétique. A cette fin, il importe de mieux comprendre la physiologie des végétaux, la biologie moléculaire et la biochimie.
Les participants à l'atelier ont reconnu que, vu leur complexité, les problèmes ne peuvent pas être résolus uniquement avec les nouveaux instruments fournis par les biotechnologies mais qu'il faut avoir recours à une combinaison de technologies traditionnelles et nouvelles.
Différentes cultures et différents caractères sélectionnées pour l'amélioration d'une culture nécessiteront divers niveaux d'intensité d'intervention. L'intensité d'intervention est également en corrélation avec l'importance socio-économique de la culture, l'ampleur des superficies cultivées et les possibilités de maîtriser et de modifier l'environnement où les plantes sont cultivées.
Il est urgent d'accroître la production végétale mais cela pose toute une série de problèmes liés aux plantes vivaces pérennes, notamment lorsque les infrastructures de sélection font défaut. La plupart des participants à l'atelier ont jugé nécessaire de raccourir de délai de production à grande échelle de nouveau matériel. La sélection, suivie par la multiplication rapide de clones supérieurs grâce à la reproduction végétative classique ou à la culture tissulaire est un moyen de parvenir à cette fin. Toutefois, cela ne va pas sans risque à moins que les clones ne soient testés de façon appropriée. Il importe en outre de reconnaître que la multiplication sexuée devra être utilisée pour mettre au point de nouveaux matériels en vue de la sélection et de l'utilisation à moyen et à long termes. Le développement de matériel génétique amélioré est un processus continu et non pas une tâche ponctuelle.
La viabilité d'une culture et son amélioration dépendent de la variation génétique. Pour de nombreuses cultures, et notamment pour les arbres forestiers, on trouve encore une grande quantité de variations naturelles. Les nouvelles biotechnologies ont contribué à jeter un pont entre les espèces et faciliteront le transfert et l'utilisation de gènes et de complexes de gènes bénéfiques. Elles ont donc renforcé la valeur de la variation existante et de chaque gène potentiellement utile. Il est extrêmement important d'étudier, d'évaluer et de conserver la variation génétique existante de toutes les cultures et espèces ayant une valeur agricole effective ou potentielle, en employant des méthodes in situ et ex situ. La conservation ex situ peut comprendre en particulier la conservation sous forme de tissu en complément de la conservation sous forme de semences, de pollen et de collections vivantes. Les stratégies de sélection à court terme doivent toujours être complétées par des stratégies à long terme qui accordent toute l'attention voulue au maintien d'une large base génétique. Il est également important que les strategies à long terme soit suffisamment souples pour permettre d'incorporer dans le programme de nouvelles découvertes ou besoins liés aux contexte économique. L'exploitation correcte et durable des ressources génétiques dont nous avons hérité nécessitera le renforcement des accord et programmes internationaux.
Pour la sélection en vue d'accroître la productivité et d'améliorer la qualité des végétaux, les cartes de liaisons recouvrant l'enemble du gènome, fondées sur les polymorphismes de la longueur des fragments de restriction (RFLP) ont de grandes possibilités de réduire l'élément aléatoire de la sélection. Au cours des toutes prochaines décennies, il deviendra sans doute plus facile d'établir de telles cartes, si bien que cette méthodologie aura une utilité pratique pour un plus grand nombre de plantes cultivées et de pays que ce n'est aujourd'hui le cas. En outre, il sera sans doute possible d'isoler de nouveaux gènes qui auront une certaine utilité, par exemple le gène de la cytokinine (isopentyle transférase) afin d'améliorer la prolifération des pousses, ce qui contribuera grandement aux efforts de sélection du thé notamment. Des mécanismes devraient être mis en place pour permettre aux chercheurs des pays en développement de se familiariser avec ces technologies en pleine expansion afin de pouvoir les utiliser localement une fois qu'elles seront au point.
L'échange de matériel génétique est un impératif pour l'amélioration des cultures. Indépendamment de certaines restrictions actuelles au libre accès aux ressources génétiques de quelques plantes spécifiques, l'échange de matériel génétique est entravé par le manque de matériel de reproduction et l'absence d'un réseau d'échanges entre instituts en ce qui concerne de nombreux arbres à usages multiples et autres plantes pérennes. En outre, les règlements phytosanitaires constituent un obstacle de facto aux échanges entre de nombreux pays. A ce propos, la culture de tissus peut servir à produire et transporter du matériel exempt de ravageurs, en complément de la technologie des anticorps monoclonaux et polyclonaux mise au point pour assurer que le matériel échangé (par exemple agrumes, dattiers) n'est pas contaminé par des maladies. Le microgreffage à l'aide de plantules germées in vitro à partir de semences et le greffage d'embryons somatiques permettra la régénération de plantes complètes (par exemple cacao au CATIE, Costa Rica). Cette technique contribuera pour beaucoup à promouvoir et faciliter les échanges et l'amélioration du matériel génétique.
La résistance aux maladies et aux ravageurs est un problème connu chez pratiquement toutes les plantes vivaces. Trois approches au problème ont été suggérées:
la recherche sur de nouvelles techniques de criblage est nécessaire pour l'évaluation et la sélection dès les premiers stades aux fins de la résistance ou de la tolerance, même pour ce qui concerne les cultures tissulaires ou cellulaires;
on pourrait chercher à obtenir une résistance croisée;
les biotechnologies pourraient être utilisées pour développer des prédateurs plus efficaces ou des maladies affectant les insectes nuisibles.
La production d'aliments, de combustible, de fourrage et de fibres nécessite souvent la culture de plantes vivaces résistantes dans des zones marginales, notamment là où les sols sont alcalins, salins et dans des endroits secs et froids. La sélection aux fins de la tolérance dans un tel milieu est extrémement difficile. Une combinaison de méthodes de sélection classiques et somaclonales peut faciliter cette tâche. Dans tous les cas, il est très important de fonder l'application des nouvelles biotechnologies sur une compréhension judicieuse de la physiologie et de la biologie d'une espèce et de lier celles-ci dans la mesure du possible aux méthodes traditionnelles de sélection des végétaux qu'elles complètent mais ne peuvent remplacer. Comme on sait en outre que la gestion d'une plante cultivée influera de façon décisive sur sa croissance et son rendement, il convient de relier de façon appropriée la sélection et la gestion de la culture. Il faut également identifier et neutraliser les facteurs limitants dans la chaîne de production complète, qui va de l'établissement à la récolte.
Certaines essences forestières actuellement utiles telles que le rotin (Calamus spp.), certaines essences de bois tropicaux et certaines plantes médicinales ont été massivement utilisées dans le passé sans qu'on se préoccupe de conserver la base des ressources par un aménagement des populations existantes en vue d'assurer leur durabilité. Il faut agir sans tarder, en ayant recours à toutes les méthodes disponibles pour régénérer ces espèces en vue de satisfaire les besoins actuels, tout en préservant la variation existante pour l'avenir. Les biotechnologies, jointes à des méthodes traditionnelles, peuvent contribuer à atteindre ce double objectif en fournissant un moyen rapide de production immédiate de matériel génétique pour la plantation ainsi que pour la conservation ex situ en appui à l'aménagement in situ.
Les cultures arboricoles pérennes fournissent toute une série de biens et de services, notamment: huiles, gommes, résines, tanins, teintures, aromates et médicaments. Améliorer la production de produits non ligneux grâce à des méthodes classiques et aux biotechologies est une priorité. Des efforts dans ce sens peuvent contribuer (i) à maximiser la production à l'unité de surface de cultures à importance économique marginale dans le contexte actuel, (ii) à promouvoir le développement socio-économique des zones rurales et (iii) à aider à réduire au minimum les effets négatifs que peuvent avoir les tentatives de substitution de certains produits par les pays industrialisés. Des études sur la biologie et la structure génétique de ces espèces sont nécessaires. Les isoenzymes sont le seul moyen d'analyser rapidement la variation génétique de celles-ci. Les programmes de conservation génétique doivent aussi recevoir une priorité élevée de façon à conserver le maximum d'options pour répondre à l'évolution de la demande du marché et des besoins de l'amélioration génétique.
On devrait également accorder une priorité élevée aux techniques de fermentation et à la technologie des enzymes pour la modification ou l'élimination des déchets provenant des systèmes de production à base de plantes pérennes.
BESOINS EN INFRASTRUCTURES ET CAPITAL HUMAIN
Les pays en développement souffrent d'un manque d'infrastructures (y compris installations pour la réparation et l'entretien du matériel), d'équipement (y compris réactifs chimiques), d'accès à l'information, ainsi que de cadres qualifiés et d'équipes interdisciplinaires de chercheurs connaissant bien les nouvelles technologies. Dans de nombreux pays, ces carences viennent s'ajouter à la rareté des scientifiques et des chercheurs travaillant dans des programmes conventionels d'amélioration et de sélection; ainsi qu'à l'absence de liens et de collaboration entre ces deux groupes.
Le développement et l'entretien d'infrastructures appropriées pour la recherche et l'application des nouvelles technologies devront être entrepris aussi bien aux niveaux national que sous-régional/regional. L'échelle nationale est celle qui convient pour tous les problèmes spécifiques à un lieu ou une station donnée, tandis que les domaines de recherche qui exigent un équipement sophistiqué et coûteux ne pourront être traités, dans bien des cas, qu'au niveau régional. Il est plus approprié de renforcer les institutions nationales et régionales existantes que d'en créer de nouvelles.
Les échanges d'informations entre pays industrialisés et développés, ainsi qu'entre pays en voie de développement doivent être intensifiés et encouragés. Les textes et rapports importants doivent être accessibles dans plusieurs langues, pour en faciliter la diffusion et l'utilisation. Les chercheurs des pays en développement devraient avoir plus facilement accès aux revues et en particulier aux banques de données. Il conviendrait également de promouvoir les échanges entre chercheurs de pays en développement pour permettre le transfert de connaissances techniques et éviter le chevauchement des efforts.
Le manque de possibilités de carrière dans la recherche conduit souvent au renouvellement rapide du personnel et en conséquence à un manque de continuité de la recherche à moyen et long termes. Cet exode des compétences va de pair avec les espérances déçues des étudiants qui, après avoir été formés à l'étranger, risquent de trouver les installations existantes dans leur pays si limitées qu'elles constituent un obstacle à l'application de techniques même moins perfectionnées. Les bourses de formation octroyées dans les pays industrialisés devraient comprendre des ressources financières pour l'équipement de laboratoires dans les pays en voie de développement.
La formation dans les pays industrialisés peut parfois faire perdre aux étudiants le contact avec les problèmes de la recherche des pays en voie de développement. En outre, les étudiants sont souvent orientés vers des secteurs scientifiques actuellement plus prestigieux, comme les biotechnologies, sans souci de la pénurie éventuelle de personnel formé aux méthodes conventionnelles d'amélioration. Pour maximiser les bénéfices de la formation, une planification nationale et régionale est nécessaire. Il s'agit en premier lieu d'identifier des problèmes spécifiques et des domaines critiques et, sur cette base, de déterminer le type de formation voulue.
A leur retour, de nombreux étudiants sont drainés par l'administration en raison de la pénurie générale de personnel qualifié. Il est nécessaire que l'étudiant ou l'étudiante soient sûrs, à son retour, d'avoir des possibilités de travail dans son domaine de spécialisation.
Du personnel qualifié est nécessaire à tous les niveaux, du chercheur à l'assistant de laboratoire et aux techniciens de terrain. Dans le secteur des biotechnologies en rapide évolution, les cours de recyclage et l'accès facile à l'information revêtent une importance fondamentale.
Les centres nationaux peuvent être considérablement renforcés en assurant la collaboration interdisciplinaire et multinationale entre les institutions existantes, et notamment entre les universités. Des services contractuels peuvent être requis pour faire participer pleinement, par exemple, les facultés des sciences aux activités relatives aux biotechnologies appliquées notamment à l'agriculture. Les liens étroits dans le domaine des biotechnologies entre les entreprises privées et les chercheurs des universités ont contribué dans les pays industrialisés à l'application rapide de nouvelles méthodes. Ce type de rapport pourrait également être facteur de progrès dans les pays en voie de développement.
Les contacts entre les équipes de recherche en amont et le personnel de terrain, facilités par des services de vulgarisation adéquats, sont fondamentaux pour permettre à la recherche d'aider efficacement à résoudre les problèmes prioritaires.
La sensibilisation des politiciens et des décideurs est une condition préalable importante pour assurer l'engagement à moyen et long termes que requièrent le renforcement et la conservation de compétences scientifiques et d'installations appropriées. A cet égard, il serait utile d'organiser des réunions et des colloques internationaux, tels que celui-ci, dans des pays en voie de développement et de faire participer des politiciens et des décideurs à certaines parties du débat.
ROLE DE L'AIDE: ACTIVITES ET PROGRAMMES
Les programmes internationaux d'aide ont pour rôle principal de prêter assistance aux capacités nationales (y compris infrastructures et équipement); et de contribuer à la formation du personnel et à l'échange d'informations et de matériel génétique. La formation peut se faire soit dans un autre pays auquel cas le stagiaire devra sans doute y retourner à intervalles réguliers; soit dans le pays lui-même dans le cadre d'arrangements de jumelage ou de projets demandés par les gouvernements et bénéficiant d'une aide extérieure, qui sont axés sur la recherche et ont pour éléments principaux l'équipement, la formation et l'échange de chercheurs.
On devrait pour faciliter la constitution d'équipes scientifiques nationales parrainer des cours de formation et des ateliers dans les pays en voie de développement; des groupes s'occupant de cultures de tissus, de génétique biochimique, d'horticulture, de génétique forestière et agricole, etc. s'y réuniraient pour examiner d'importants problèmes de développement et leurs solutions, en employant une approche multidisciplinaire. La formation est également nécessaire au niveau des techniciens de laboratoire et de terrain.
Des ateliers régionaux et sous-régionaux et des cours de formation peuvent combler d'importantes lacunes dans les échanges d'informations et de connaissances techniques et contribuer à établir des contacts entre chercheurs et institutions. Plusieurs organismes et instituts appuient déjà de telles activités qui devraient être renforcées pour satisfaire des besoins croissants.
Une aide extérieure est nécessaire de toute urgence pour l'échange d'informations. Il peut s'agir de communication électronique par le biais de réseaux existants, chaque fois que cela est possible; et de fonds pour les revues et ouvrages scientifiques. Le service de consultants pour résoudre des problèmes techniques et scientifiques spécifiques est également requis.
Les organismes internationaux ont pour rôle important d'apporter leur aide à l'établissement de réneaux. Un certain nombre de modèles de réseaux satisfaisants existe dans d'autres domaines apparentés. Les réseaux doivent être bien orientés, aborder des problèmes spécifiques d'une grande importance générale et porter sur des secteurs où il y a déjà certaines connaissances techniques et programmes nationaux. Une assistance financière extérieure pour couvrir les dépenses de coordination et d'échange d'informations (y compris les bulletins), les échanges de chercheurs et l'organisation d'ateliers et de séminaires est nécessaire pour mettre en place des réseaux viables.
Au cours du débat, il est apparu à l'évidence qu'il faut mieux faire connaître les programmes existants d'appui à la recherche et à la formation dans les pays en voie de développement, comme ceux de l'Union internationale des sciences biologiques, le STD2 (CEE) et le Conseil scientifique du Commonwealth. Le rôle que jouent, grâce à leur caractère apolitique, les institutions des Nations Unies pour combler cette lacune a également été reconnu.
A la fin du séminaire, les participants ont fait connaître leurs vues sur les programmes prioritaires ayant besoin d'une aide internationale. Ces priorités ressortent clairement dans les paragraphes ci-dessus ainsi que dans les divers documents de l'atelier sur le café et le cacao; le thé; le palmier à huile; le dattier; les agrumes; et les arbres forestiers, qui sont reproduits dans le présent compte rendu.
