La pomme de terre est la troisième culture vivrière la plus importante au monde, après le riz et le blé, en termes de consommation humaine. Mais la production mondiale de pommes de terre est menacée par le mildiou, l'une des maladies les plus dévastatrices de la pomme de terre, qui entraîne chaque année des pertes de rendement et des coûts de gestion de l'ordre de 3 à 10 milliards d'euros. Dans le cadre de son doctorat, Daniel Moñino-López, chercheur à la WUR, a fait une percée dans la lutte contre cette maladie.
Grâce à la technologie d'édition de gènes CRISPR/Cas, il a rendu les plants de pommes de terre résistants au mildiou causé par Phytophthora infestans. Il y est parvenu sans insérer d'ADN étranger dans le génome de la pomme de terre.
Moñino-López a soutenu sa thèse de doctorat le vendredi 14 avril à l'université et à la recherche de Wageningen (WUR). Ses recherches ont été financées par le Conseil néerlandais de la recherche (NWO) et le ministère néerlandais de l'infrastructure et de l'environnement.
Un élevage plus rapide et plus précis
Moñino-López a utilisé la technologie d'édition de gènes CRISPR/Cas pour modifier les gènes de résistance non fonctionnels de variétés de pommes de terre sensibles au mildiou en variantes de gènes que l'on trouve dans les espèces de pommes de terre sauvages, qui sont résistantes à Phytophthora infestans. Ces plantes modifiées permettent de réduire considérablement l'utilisation de pesticides pour lutter contre le mildiou.
La sélection conventionnelle visant à introduire des gènes de résistance provenant de parents sauvages de la pomme de terre dans de nouvelles variétés de pommes de terre ayant une qualité suffisante pour la culture et l'utilisation prend des décennies, alors que la maladie s'adapte rapidement. La technologie CRISPR/Cas a le potentiel de changer les industries alimentaires et agricoles en rendant la sélection de nouvelles variétés améliorées plus rapide et plus précise. En outre, cette technologie peut être utilisée pour un large éventail de caractéristiques, notamment la résistance à d'autres maladies et ravageurs, le contenu nutritionnel et la saveur.
Bien que cette technologie puisse être déployée pour n'importe quelle culture, elle présente un intérêt particulier pour les cultures (comme la pomme de terre) dont les processus de sélection sont longs et fastidieux. Cela empêche les agriculteurs de réagir à temps à l'apparition de nouvelles souches d'un agent pathogène ou à d'autres changements environnementaux. Ainsi, l'édition de gènes natifs de cultures qui ont déjà un historique d'utilisation sûre, est un moyen rapide, précis et sûr d'améliorer les variétés populaires et de réduire leur empreinte environnementale.
Réglementation de CRISPR/Cas en Europe
Dans le cadre de la stratégie européenne « de la ferme à la table », qui vise à accélérer la transition vers un système alimentaire durable en réduisant de 50 % l'utilisation des pesticides chimiques d'ici à 2030, des stratégies alternatives sont indispensables pour lutter contre les principales maladies des cultures. Dans sa thèse de doctorat, Moñino-López conseille à la Commission européenne de réglementer l'édition de gènes sur la base des produits, en s'appuyant sur les preuves scientifiques de la biosécurité de la nouvelle variété, plutôt que sur des réglementations basées sur les processus, qui sont intrinsèquement ambiguës.
La réglementation des cultures génétiquement modifiées en Europe fait actuellement l'objet d'un débat. À la suite de l'arrêt de la Cour de justice de l'Union européenne en juillet 2018, les cultures génétiquement modifiées sont soumises à la stricte réglementation sur les organismes génétiquement modifiés (OGM).
Toutefois, par rapport à l'irradiation γ aléatoire ou à la mutagenèse chimique, qui sont exemptées de la réglementation sur les OGM, la technologie d'édition de gènes précise utilisée pour la mutagenèse ciblée garantit que les caractéristiques souhaitées sont introduites avec plus de précision et grâce à la sélection d'événements spécifiques, sans dommages collatéraux dans le génome comme dans le cas de la mutagenèse aléatoire.
La Commission européenne a conclu que la législation actuelle n'est pas adaptée à la mutagénèse ciblée et qu'elle doit suivre le progrès scientifique et technologique. La Commission proposera un nouveau règlement en 2023, qui sera examiné par les États membres.
Grande famine
Le mildiou de la pomme de terre est causé par l'oomycète Phytophthora infestans. En Irlande et sur le continent européen au milieu du XIXème siècle, il a entraîné des millions de morts. Cet événement, connu sous le nom de Grande Famine, a marqué l'histoire de l'Irlande et de nombreux pays du monde occidental. À l'heure actuelle, la production de pommes de terre repose sur la lutte chimique à plusieurs reprises contre la maladie, ce qui entraîne des coûts économiques et environnementaux importants pour la production de pommes de terre.
Pour plus d'informations :
Dr Daniel Moñino-López
Wageningen University & Research
www.wur.nl/daniel