Innovation et progrès génétique au service des filières animales et végétales

Présentation des interventions34e CONGRÈS ANNUEL : 4 MAI 2018 AUX SABLES D’OLONNE

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SOMMAIRELe mot des Présidents Page 4« Le Négoce Agricole, un acteur majeur de l’accompagnement des Agriculteurs »

Edito par François GIBON Page 5

« L’amélioration génétique, un formidable levier plus que jamais d’actualité »

Bruno DESPREZ Pages 6/7« L’édition génomique et les outils moléculaires : de nouveaux outils pour mieux répondre à la diversité des attentes » Fabrice HOUDEBERT Pages 8/9« Grandes cultures : une approche pluridisciplinaire s’appuyant sur le big data »

Laurent SCHIBLER Pages 10/11« Les apports des nouvelles technologies de sélection sur les filières animales »

Virginie LAUVERGEAT Pages 12/13« L’apport des nouvelles technologies de l’édition des génomes pour l’amélioration génétique de la Vigne »

Pierre-Henri GOUYON Pages 14/15« Ressources génétiques et biodiversité »

Les chiffres du NACA Page 16

Vert l’avenir Page 17

Les Partenaires Page 18

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Une remise en cause jamais aussi forte du modèle agricole

2017 a vu une accélération de la remise en cause du modèle agricole qui a porté notre agriculture à un niveau d’ef-ficacité jamais atteint dans l’histoire.Cette remise en cause s’inscrit dans un contexte de fragilisation de l’agriculture particulièrement violent. Les filières avicoles ont dû subir les conséquences de la crise sanitaire, les grandes cultures de la grande moitié nord de la France ont connu une chute des rendements exceptionnelle, la vigne et l’arboriculture ont été pénalisées par le gel, des pans entiers de l’élevage restent également fragilisés.

Alors que la sécurité sanitaire des aliments n’a jamais été aussi élevée, l’agriculture est accusée de menacer la santé des citoyens et l’environnement. Dans le même temps, une proportion considérable d’agriculteurs n’a pu dégager un revenu d’un travail toujours aussi important et impliquant. Le renforcement de la pression environnementale et sociétale sur des agriculteurs fragilisés amène le doute et renforce le sentiment d’incompréhension.Les Etats Généraux de l’Alimentation, promesse de campagne du Président élu en 2017, cristallisent cette remise en cause du modèle agricole actuel.

La pression de l’utilisation des produits phytosanitaires n’a jamais été aussi forte. Le bio représente désormais le Graal de l’alimentation moderne.

La distribution est devenue la cible facile d’organisations adeptes d’analyses de situations agro-économiques com-plexes aussi simplistes que séduisantes pour le grand public. Dans ce contexte, la séparation du conseil et de la vente de produits phytosanitaires est devenue une priorité pour les pouvoirs publics sans que personne n’en ait fait l’évaluation et sans que personne ne sache véritablement la mettre en œuvre.

Le verdissement de l’agriculture, la multiplicité des attentes des consommateurs et des citoyens souvent contradictoires n’ont jamais demandé autant d’expertise et d’appui pour permettre à l’agriculture de conci-lier environnement, sécurité sanitaire et compétitivité sur des marchés de plus en plus ouverts et de plus en plus sélectifs.

Nos entreprises de négoce accompagnent l’agriculture et les agriculteurs depuis de nombreuses années. Elles ont accompagné la réussite des agriculteurs et de l’agriculture en y contribuant activement.

Conserver la relation choisie par l’agriculteur

Nos entreprises ont su adapter cet accompagnement en fonction des attentes des marchés, des filières. Elles ont su prendre en compte les besoins environnementaux et faire évoluer les pratiques dans le respect des objectifs écono-miques et de sécurité de leurs clients agriculteurs. Elles ont toujours fait passer l’intérêt des clients agriculteurs au-dessus de toute autre considération pour conserver le lien ténu de la relation client-fournisseur, choisie par l’agriculteur, permis par la proximité, la réactivité, le conseil et l’expertise.

Les entreprises de négoce contribuent à l’adaptation des productions aux marchés, c’est une de leur raisons d’être. Quelles que soient les évolutions réglementaires, elles sauront s’adapter pour permettre à leurs clients agriculteurs de répondre aux besoins des marchés, prendre les meilleures options en matière de rentabilité, de sécurité et de réponse aux besoins environnementaux et sociétaux.Les nombreuses initiatives du secteur du négoce mises en avant dans la communication Vert l’Avenir en sont autant de preuves.

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Le mot des Présidents

Jean-Claude LAMY

Gérard PIVETEAU

François RENAUD

Le Négoce Agricole, un acteur majeur de l’accompagnement des Agriculteurs

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Edito

L’amélioration génétique, un formidable levier plus que jamais d’actualitéL’évolution de l’agriculture est intimement liée au progrès génétique. Depuis les temps préhistoriques et la sélection d’individus choisis pour leurs caractéristiques supérieures, puis grâce aux travaux de savants comme Mendel, l’amélio-ration des espèces utilisées en agriculture est une longue et constante évolution.L’après-guerre a vu une formidable accélération du progrès génétique. En maïs, les techniques de sélection ont permis un gain de 70 quintaux par hectare en 50 ans et en blé, la progression des rendements est de 1,2% par an depuis 1950. En productions animales, la sélection a permis un accroissement des productions et de leur qualité. Contrairement aux idées reçues, l’accroissement du potentiel de rendement et du potentiel qualité n’a pas entraîné de perte de rusticité des variétés.Des essais réalisés par les Instituts Techniques et l’INRA montrent que l’écart de rendement entre les anciennes variétés et les nouvelles est encore plus important sur des parcelles à faible potentiel ou en situation de réduction des intrants.

Une remarquable dynamiqueCes progrès sont le résultat de plusieurs facteurs liés à l’évolution de la science et des techniques, mais également de décisions politiques et sociétales. L’investissement public et privé, stimulé par une politique agricole ambitieuse, a largement contribué à la progression des rendements.Parmi les nombreuses étapes de la génétique, on peut noter :• La description de la structure en double hélice de l’ADN au début des années 50 qui ouvrira les portes de la compré-hension du code génétique dans les années 60• En 1977, la mise au point de techniques de séquençage, en 1978 la France rend obligatoire l’identification indivi-duelle de tous les bovins, le contrôle de performances permettra d’accélérer le progrès génétique• Les années 80 ont vu le développement des techniques de mutagenèse et d’introduction de gènes• Dans les années 90, le développement de l’informatique, des robots et de l’automatisation permet de franchir un cap en matière d’analyses du génome, les premières cartes du génome humain apparaissent• En 2009, les marqueurs génétiques, véritables balises identifiant la position des gènes responsables des caractères, entrent officiellement dans l’histoire de la génétique et ouvrent l’ère de la génomique• Les années 2010 verront l’apparition et le développement de nouvelles méthodes d’éditions génomique, les TALEN et la technologie CRISPR-Cas9 brevetée par Emmanuelle CHARPENTIER et Jenifer DOUDNA• Ces travaux et ceux qui les ont suivis ouvrent de nouvelles perspectives de caractérisation du génome et même de réparation de l’ADN.

Des outils pour répondre aux attentes sociétalesDans le même temps, les progrès technologiques en automatisation, utilisation de capteurs, nouveaux outils de me-sure que nous connaissons en agriculture permettent de mieux caractériser les comportements et le développement des cultures et des animaux d’élevage autrement dit leur phénotype. L’association des nouvelles techniques de phénotypage et d’édition génomique ouvre de nouvelles perspectives à la génétique, pour aller plus vite et pour orienter la sélection sur des caractères plus complexes et multi-factoriels.Le progrès génétique a longtemps été utilisé pour améliorer principalement les rendements et les qualités technolo-giques. Désormais, et grâce à l’ensemble des technologies disponibles, le champ de la sélection s’élargit pour intégrer de nouvelles composantes de comportement au champ et de réponses aux diverses agressions que peuvent subir les individus. La création de nouvelles variétés intéressantes en terme de productivité et de valeur alimentaire ou techno-logique et résistantes aux bio-agresseurs et au stress climatique entre dans un nouveau champ des possibles avec les nouvelles technologies.

L’Académie d’agriculture, dans un rapport publié en 2017, considère que ces nouvelles méthodes de sélection sont des outils indispensables pour contribuer à répondre aux grands défis de l’agriculture d’aujourd’hui, faire face aux enjeux planétaires de sécurité alimentaire quantitative et qualitative, de respect de l’environ-nement et d’adaptation aux changements climatiques. Ces techniques offrent de formidables perspectives pour répondre aux attentes sociétales d’une agriculture productive moins utilisatrice de produits phytosanitaires qu’ils soient de synthèse ou d’origine naturelle. Le cuivre est aujourd’hui sujet de controverse au niveau européen. Si l’acceptation par la société civile de ces nouvelles techniques ne fait pas de doute lorsqu’il s’agit de thérapies géniques employées pour soigner des enfants atteints de maladies dégénératives, leur avenir en agriculture dépendra de leur acceptation par la société à des fins de production.

François GIBON Directeur du Négoce Agricole Centre-Atlantique

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L’édition génomique et les outils moléculaires : de nouveaux outils pour mieux répondre à la diversité des attentes.

Bruno DESPREZPrésident de Florimond Desprez Veuve & Fils SAS

L’amélioration des plantes de grandes cultures est en pleine mutation technologique et cognitive depuis quelques années. Cette transformation lui permet de mieux répondre à un cahier des charges qui devient ainsi de plus en plus complexe. Aux industriels et aux agriculteurs, depuis quelques années un troisième acteur s’est en effet invité à la table : les consommateurs et à travers eux, de nombreuses demandes sociétales.

Des réglementations de plus en plus contraignantes s’accumulent ainsi sur les produits mais aussi sur les procé-dés. Les sélectionneurs ne sont d’ailleurs pas épargnés. Un cortège d’objectifs de sélection s’est ainsi créé et s’enrichit sans cesse, devenant extrêmement contraignant. Heureusement de nouvelles connaissances, de nouveaux outils viennent accompagner le sélectionneur dans sa démarche créative, lui permettant d’accélérer son cycle de sélection, d’être toujours plus précis, plus efficace et finalement mieux répondre à ces demandes sans cesse croissantes et de plus en plus impatientes.

Raccourcir les cycles de sélection

Si l’amélioration des plantes, comme celle des animaux, reste fondée sur deux types d’outils immuables : le génotypage et le phénotypage (évaluation des caractères observables), ceux-ci ont énormément évolué et leurs effets sont de mieux en mieux combinés. Par essence, il faut toujours choisir des parents dans une di-versité existante, les croiser pour leurs caractères complémentaires afin de les réunir dans une plante supérieure.

Par le choix des meilleures plantes dans les descendances, le sélectionneur aboutit, après un très long travail d’épurations successives à la création d’une nouvelle variété. Il a, pour cela, effectué des phénotypages (évalua-tions) successifs et ainsi criblé, choisi, sélectionné.

Les nouveaux outils et en particulier ceux de la génomique (séquençage des génomes) vont ainsi lui permettre de mieux appréhender la ressource, c’est-à-dire non seulement la diversité existante, mais aussi et surtout celle utile et héritable. Les croisements vont être réalisés de moins en moins au hasard, le diagnostic devenant de plus en plus précis et s’étendant à sa prédiction grâce aux algorithmes développés par des mathématiciens et bioinformaticiens. Grâce aux technologies modernes de culture (chambres climatiques, leds…) le sélectionneur va pouvoir encore raccourcir les cycles de sélection, et surtout profiter pleinement de ses connaissances en matière prédictive.

Sa capacité de plus en plus grande à phénotyper les plantes grâce au haut débit (dans le domaine de l’évaluation de la qualité des semences, de la croissance des plantes aux champs grâce aux drones et autres portiques…) et de façon plus précise grâce aux techniques non invasives et non destructrices (caméras infra-rouges, hyper spectrales, rayons X…) va permettre de travailler un plus grand nombre d’individus sur des caractères de plus en plus nombreux.

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Une plus grande capacité expérimentale

Au-delà de ces améliorations, un nouvel outil qu’est l’édition de gènes (Talent, CRISPR Cas9…etc) prend une place toute particulière, permettant d’étendre les possibilités à de nouveaux champs de créativité et d’aug-menter considérablement la phase toujours trop longue de création variétale. En permettant la modification ciblée de l’ADN, l’édition de gènes permet une plus grande capacité expérimentale et surtout une pré-cision d’action extrême. Elle permet la compréhension/validation fonctionnelle de toutes les régions génomiques ciblées.

Elle nous permet d’envisager des découvertes passionnantes sur de nombreuses chaînes métaboliques et ainsi envisager de corriger, de copier certains aspects génotypiques et par là les phénotypes obtenus. Par la réalisation d’une véritable écriture du génome, on peut ainsi véritablement construire des génotypes : (i) en produisant des mutations/modifications habituellement rares et aussi (ii) en le faisant beaucoup plus rapidement que ne le feraient les longs processus de rétrocroisements traditionnellement nécessaires à l’introduction dans un contexte génomique élite.

On peut constater que l’accumulation de ces connaissances sur le génome des plantes se poursuit à un rythme plus élevé que celui de la croissance en capacité de l’informatique et que la gestion des grandes masses de données sera certainement un des grands challenges dans un avenir très proche. A cela, il faut ajouter toutes les données phénotypiques mais aussi descriptives de l’environnement rendues possibles grâce à la modernisation et la miniaturisation de nombreux capteurs (climat …), nombreuses données qui elles-mêmes alimentent algorithmes et modèles de prédiction.

L’amélioration des plantes est donc bien en train de se nourrir d’un grand nombre de révolutions scien-tifiques, et nous ne pouvons que souhaiter que tout cela soit bien mis en œuvre pour sourcer un dy-namisme créatif et bénéfique à destination des différents rédacteurs de nos cahiers des charges : nos clients. Que leurs préoccupations les plus légitimes soient ainsi comblées.

Grandes cultures : une approche pluridisciplinaire s’appuyant sur le big data.

Fabrice HOUDEBERTDirecteur Stratégie et Marketing Europe,MONSANTO International SARL

L’amélioration des espèces de grandes cultures est un des principaux moteurs de la révolution verte qui trans-forme nos systèmes agricoles depuis 60 ans.

Face aux défis économiques, sociétaux et environnementaux de plus en plus interconnectés auxquels l’agricul-ture moderne doit répondre, les sociétés semencières doivent constamment s’adapter et innover.

Dans les années 90, l’Europe a décidé que son agriculture pouvait rester en marge d’une avancée majeure issue des biotechnologies végétales, les organismes génétiquement modifiés. Grâce à des techniques de sélec-tion classiques couplées à l’adoption généralisée des techniques de marquage moléculaires appliqués à des programmes de sélection de plus en plus sophistiqués, les sélectionneurs ont toutefois continué à délivrer aux agriculteurs des variétés plus performantes tant du point de vue rendement que du point de vue du profil agronomique mais également permettant la création de nouvelles filières telles que le maïs Waxy, le colza HOLL ou le tournesol oléique pour n’en citer que quelques-unes.

Des masses de données colossales

25 ans plus tard, une autre révolution frappe à la porte des sélectionneurs : les « nouvelles techniques de sé-lection » telles que l’édition génomique ou les outils moléculaires, permettant de créer ou d’introduire de nou-velles diversités et la mise au point de produits toujours plus performants répondant aux attentes du marché. Ces technologies ont un potentiel scientifique immense et sont à même de réconcilier progrès scientifique et agriculture durable aux yeux de la société. Toutefois, malgré de telles perspectives, le statut réglementaire des variétés issues de ces technologies sera le facteur primordial qui décidera de l’intensité avec laquelle elles seront employées en Europe.

Entreprise leader de son secteur, la société Monsanto a développé une approche pluridisciplinaire globale de sa stratégie de sélection. Elle repose sur 4 fondamentaux :

• Un germplasm global (maïs, colza, canola, soja, coton, légumes),• Une plateforme de marquage moléculaire unique de par son échelle,• Des programmes d’intégration des traits rapides,• Des systèmes informatiques intégrés et puissants.

Partant de ces fondamentaux, l’entreprise collecte en routine des masses de données colossales au champ et en laboratoire grâce à des avancées majeures dans le domaine du digital et de la robotisation ; l’analyse de ces données pluriannuelles constitue un nouveau socle pour les programmes de recherche en permettant au sélectionneur d’être plus rapide, plus précis, plus prédictif et plus performant.

Les Teraoctets de données générées à chaque étape constituent le nouveau partenaire intégré au programme de sélection. L’entreprise a totalement transformé son « logiciel R&D » depuis quelques années. L’avancement des futures variétés dans le pipeline a été entièrement repensé pour intégrer des phases de sélection en labo-ratoire qui utilisent des modèles prédictifs issus de l’intelligence artificielle et du « machine Learning » (« appren-tissage automatique par la machine ») pour être appliqués au « big data » issu des analyses faites chaque année au champ et dans les laboratoires de marquage.

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En associant à ce nouveau logiciel R&D les nouvelles techniques de sélection génomiques pour lesquelles l’en-treprise multiplie les partenariats stratégiques afin de ne pas limiter son accès à des technologies évoluant rapi-dement, la recherche entre dans l’ère de la sélection de précision (« precision breeding ») à partir d’un germplasm élargi grâce à la réintroduction de diversité.

Pour exprimer tout le potentiel de la refondation de sa R&D, l’entreprise investit significativement dans ses équipes de recherche en attirant tous les talents nécessaires pour créer des équipes pluridisciplinaires inno-vantes intégrées du laboratoire au champ.

Optimiser les 40 décisions agronomiques prises chaque saison

Cette nouvelle approche de la sélection permet de délivrer de nouveaux progrès aux agriculteurs, aux consom-mateurs et à la société en accélérant les avancées nécessaires à une agriculture alliant durabilité et profitabi-lité, grâce à des nouvelles sources de résistance aux maladies, aux ravageurs et mauvaises herbes, une tolérance accrue à la sécheresse et aux aléas climatiques, des améliorations qualitatives et des amélio-rations des profils nutritionnels des récoltes associés à des gains de productivité.

Cette même révolution du « big data » qui transforme la recherche est également appliquée à la mise au point de « solutions intégrées » au champ pour minimiser la variabilité de la performance mesurée par les agriculteurs dans leurs parcelles et garantir une performance optimale pour leurs semences obtenues via le « precision breeding » :• La caractérisation généralisée de l’environnement (sol, météo, historiques parcellaires etc…),• L’analyse fine des interactions Génotype x Environnement,• La mesure des effets des produits de protection et de nutrition des plantes (chimie de synthèse ou biologiques) couplée à des modèles prédictifs de plus en plus poussés (maladies, ravageurs, cinétique des besoins nutritifs etc…),• L’intégration des données générées lors de chacune des interventions au champ via des capteurs, senseurs et machines de plus en plus connectées, vont permettre à l’agriculteur d’optimiser à la parcelle les quelques 40 décisions agronomiques qu’il prend chaque saison, via des « programmes » ou « scripts » simples à mettre en œuvre depuis ses outils digitaux (smartphone, tablette ou ordinateurs). C’est d’ores et déjà une réalité pour la modulation de densité ou les programmes de fertilisation azotée en Amérique. L’Europe n’est pas en reste (modulation de densité, pilotage d’irrigation via « DEKALB Smart »). Beaucoup reste à inventer dans le domaine de l’agriculture de précision connectée, avec des cycles d’innovation plus rapides qu’en sélection et réglementairement peu contraignants.

Grâce au « Precision Breeding » et aux solutions intégrées, notre industrie est à l’aube de redéfinir la notion même d’agriculture durable et d’influencer le regard de la société envers l’agriculture.

Cette dynamique offre assurément aux entreprises du conseil et de vente de solutions aux agriculteurs de nou-velles opportunités en élargissant et redéfinissant la relation client-fournisseur.

Les apports des nouvelles technologies de sélection sur les filières animales

Laurent SCHIBLER Responsable Développement & Innovation chez ALLICE

Avec une expérience de recherche de 15 ans à l’INRA, il a contribué au développement des outils génomiques et à l’identification de gènes d’intérêt chez les ruminants et le cheval. Il développe depuis 2013 au sein d Allice des projets collaboratifs combinant génomique, épigénétique et physiologie de la reproduction afin d’amélio-rer la durabilité et l’efficience économique des élevages. Il est impliqué au niveau français et européen dans les réflexions autour de l’édition du génome.

Les apports des nouvelles technologies de sélection sur les filières animales

La filière sélection génétique et reproduction est un secteur technophile.De façon générale, les éleveurs de ruminants sont technophiles et adoptent rapidement les innovations dès lors qu’elles permettent de rationaliser le temps de travail, d’améliorer la productivité ou le bien-être des animaux et in fine d’augmenter leurs revenus. Le développement actuel des robots et des capteurs dans les élevages bovins, couplé aux technologies de l’information et de la communication, témoigne de cet engouement des éleveurs pour les outils technologiques.

L’adoption en élevage laitier de l’insémination animale il y a 70 ans a ainsi largement contribué à ré-duire la transmission de maladies, améliorer la qualité des troupeaux et des produits, améliorer les conditions d’élevage tout en permettant un meilleur revenu grâce à une rationalisation de la sélection génétique. Depuis, de multiples innovations de rupture ont modifié l’organisation des acteurs du secteur tout comme le fonctionnement des élevages : constat de gestation par échographie, développement de capteurs de détection des chaleurs ou de vêlages et sexage de la semence pour une meilleure gestion de l’élevage ; transplantation embryonnaire pour une meilleure diffusion de la génétique femelle ; sélection génomique pour plus de progrès génétique, des évaluations précoces (embryons, veaux à la naissance) et plus précises sur les vaches et génisses.

L’édition génomique, une opportunité pour l’élevage, mais pas à n’importe quel prix.

L’édition génomique regroupe un ensemble de techniques de génie génétique ayant pour objectif l’introduc-tion, de façon ciblée, d’une ou plusieurs mutations dans un génome. Cette technologie nourrit de grands es-poirs chez l’Homme en matière de thérapie génique et, par certains aspects, mime des phénomènes naturels. En effet, des mutations apparaissent spontanément dans les génomes et constituent la principale source de variabilité génétique exploitée par la sélection génétique. L’édition génomique permet par exemple l’in-trogression d’allèles d’intérêt d’une race dans une autre en évitant les multiples générations de croi-sement, d’où un gain de temps pouvant atteindre une dizaine d’années. Particulièrement efficace pour des caractères monogéniques comme le « sans corne » bovin ou des variants de caséines, ces technologies permettent aussi d’accélérer globalement le progrès génétique en étant appliquées aux allèles responsables de variations quantitatives des caractères (QTLs). Des simulations montrent ainsi qu’il serait possible de doubler le progrès génétique via l’édition simultanée d’une vingtaine d’allèles gouvernant un caractère d’intérêt.

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La création de nouveaux variants pour conférer une résistance à certains pathogènes est séduisante. Toutefois, nous sommes encore loin d’avoir compris le fonctionnement du génome et de pouvoir prédire avec certitude les conséquences directes et indirectes d’une mutation sur un organisme. Le produit de néo-mutations n’ayant encore jamais été observé dans la nature, elles divisent donc le monde scientifique et seront source d’inquié-tude pour le grand public.

Au-delà, la technologie peut également être pensée pour intégrer des portions d’ADN exogène et sauter la barrière d’espèce, ou produire des organismes capables de s’autoéditer (« forçage génétique »). En dépit d’un intérêt indéniable de ces applications, les risques potentiels et les interrogations éthiques soulevées par une telle capacité d'intervention sur le vivant méritent des débats au sein de la société et plusieurs ju-ridictions se penchent actuellement sur le sujet. L'USDA a rendu fin mars 2018 un avis, excluant les plantes éditées de la règlementation sur les biotechnologies, dès lors que la modification aurait pu être obtenue natu-rellement, ce qui rejoint la position de l'avocat général de la Cour de justice européenne dont les conclusions sont attendues courant Avril 2018.

La filière génétique des ruminants, un bon laboratoire d’essai avant un déploiement à large échelle

Chez les ruminants, la production des semences de haute valeur génétique repose sur un dispositif de sélection génétique très organisé et collectif, s’appuyant notamment sur des coopératives et autres organismes pilotés par des éleveurs ainsi qu’un système d’information centralisant les données de généalogies et les performances des animaux. Cette organisation garantit la maitrise de la génétique par les éleveurs et assure la traçabilité des animaux ; elle permettra, le cas échéant, la mise en place d’un observatoire des animaux édités visant à mesurer l’intérêt de l’édition et vérifier l’absence d’éventuels effets indésirables, même sur le long terme. La technologie d’édition peut être implémentée dans les laboratoires de production d’embryons et le séquençage permet de vérifier l’absence de mutations « hors cible ». Ainsi, seuls les embryons correcte-ment édités peuvent être réimplantés, sur des receveuses hébergées au sein de stations des coopératives. Les jeunes mâles étant également élevés dans des stations puis des centres de collecte de semence, cet encadre-ment permet de s’assurer de la bonne santé des animaux édités et de l’absence d’effet négatif avant diffusion de leur semence.

En conclusion, ces technologies constituent une innovation de rupture potentielle. L’enjeu est donc fort pour l’élevage et en particulier les acteurs de la filière génétique. Allice, pour le compte des entreprises de sélec-tion, s’investit ainsi avec l’INRA dans le développement de la technologie chez les bovins à des fins de recherche et d’évaluation des risques. L’utilisation de ces technologies fait actuellement l’objet de débats au sein de la filière, avec pragmatisme et réalisme. Car si les progrès techniques permettent d’espérer plus de progrès génétique et une amélioration du bien-être animal, les avancées possibles chez les ruminants restent actuellement limitées par le faible nombre de mutations d’intérêt identifiées au cours des 10 dernières années.

Enfin, la traçabilité des animaux édités importés en France est à maîtriser, faute de quoi la confiance du consom-mateur serait ébranlée et tout le système d’évaluation génomique biaisé.

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L’apport des nouvelles technologies de l’édition des gé-nomes pour l’amélioration génétique de la Vigne.

Virginie LAUVERGEATMaitre de Conférences de l’Université de Bordeaux, Unité de Recherche Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne,Membre du Groupe de travail « Technologies d’édition du génome de la vigne » du Comité Scientifique et Technique de l'Institut Français de la Vigne et du Vin

Les enjeux de l’amélioration génétique de la Vigne sont multiples et ont des conséquences importantes tant au point de vue agronomique et écologique qu’économique.

L’un des enjeux majeurs est l’amélioration de la résistance de la Vigne aux agents pathogènes. Outre les ma-ladies fongiques telles que le mildiou ou l’oïdium pour lesquelles de nombreux traitements fongicides sont nécessaires au cours du cycle végétatif et productif du vignoble, de nombreuses pathologies n’ont actuellement pas de traitements efficaces, comme les maladies virales (court-noué par exemple) ou les maladies du bois (BDA, esca …). Ces maladies aboutissent généralement à la mort du cep de vigne en quelques années et sont considérées comme un des facteurs à l’origine du dépérissement du Vignoble Français.

Afin d’une part de diminuer les pertes de rendements et/ou de qualité du raisin, et d’autre part de diminuer l’utilisation de traitements chimiques, aussi bien en Agriculture Conventionnelle qu’en Agriculture Biologique, l’obtention de variétés résistantes grâce à l’introgression par croisement génétique de caractères de résistance issus d’espèces de vigne apparentées à la vigne cultivée, naturellement résistantes est une approche utilisée depuis longtemps par les sélectionneurs. Plus récemment, des programmes d’amélioration génétique dé-veloppés par l’INRA mettant en œuvre le pyramidage de gènes de résistance à l’oïdium et au mildiou grâce à la sélection assistée par marqueurs a permis d’obtenir des variétés résistantes dont quatre ont été officiellement inscrites au catalogue en 2017 et de nombreuses autres sont actuellement à l’essai. Ces programmes demandent au minimum 15 ans pour l’obtention de nouvelles variétés et la durabilité de la résistance obtenue doit encore être analysée.

Les résultats les plus prometteurs obtenus avec le système CRISPR-Cas

Depuis quelques années, des techniques d’édition des génomes ont été mises au point d’abord chez les bac-téries puis chez les animaux avant d’être transférées aux végétaux. Ces techniques, à l‘image de l’édition d’un texte, permettent de modifier/corriger la séquence de l’ADN de façon ciblée dans une cellule vivante. Il est ainsi possible de réaliser des modifications ciblées et relativement simples sur un ou des gènes précis sans produire d’autres modifications dans le génome. Ces modifications permettent de rendre le gène inactif ou de modifier sa fonction. Nous sommes ainsi à même de produire des plantes modifiées spécifiquement dans des gènes d’intérêt, rapidement (sur un seul cycle végétatif).

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La technologie la plus aisée à mettre en place et apportant les résultats les plus prometteurs étant la technologie utilisant le système CRISPR-Cas. Elle a été utilisée avec succès chez certaines espèces végé-tales cultivées et des résultats récents montrent qu’elle fonctionne chez la vigne.

Il est donc possible d’envisager d’obtenir des variétés dont l’identité variétale serait conservée, mais chez les-quelles des allèles de gènes impliqués dans la résistance aux agents pathogènes microbiens auraient été mo-difiés afin de rendre ces variétés peu ou pas sensibles à ces agents pathogènes. La même chose pourrait être envisagée pour corriger des défauts organoleptiques ou améliorer l’adaptation à certains paramètres de l’envi-ronnement.

Ces techniques sont particulièrement prometteuses et sont en cours de mise au point chez la Vigne. Cependant, un certain nombre de verrous scientifiques et technologiques doivent encore être levés.

Aboutir à une résistance durable

Editer le génome nécessite de parfaitement connaitre celui-ci. Le génome de certains cépages de Vitis vinifera et de porte-greffes ont été ou sont actuellement en cours de séquençage en France et à l’étranger. Cependant connaitre les séquences n’est qu’une étape. Savoir quel gène éditer et comment le faire représente la seconde étape. La connaissance du déterminisme génétique des caractères, des gènes importants et leurs condi-tions d’expression et potentiellement de régulation sont indispensables pour une bonne utilisation en sélection. Des études fondamentales visant à déterminer les mécanismes des interactions entre la vigne et les agents pathogènes, aboutissant soit à la sensibilité soit à la résistance, en passant par la tolérance, sont nécessaires. L’objectif est aussi d’aboutir à une résistance durable capable de faire face aux stratégies de contournement des microorganismes agresseurs. Ces études doivent permettre de déterminer les cibles génétiques les plus pertinentes qui permettront cette résistance à long terme sans affecter la croissance de la plante ni son rendement ou sa qualité. Les travaux d’édi-tion devront donc tout d’abord s’intéresser à des caractères dont l’architecture génétique est simple et connue. Le fait de pouvoir rapidement modifier quelques gènes ou même quelques allèles sans aucune modifi-cation du fond génétique sera bénéfique pour la sélection de la Vigne, notamment clonale.

Par ailleurs des développements technologiques sont encore nécessaires. Grace à des réseaux de partenariats entre des équipes de recherche Françaises, un effort considérable est réalisé afin d’avancer le plus rapidement possible dans ces approches. Afin d’éditer les génomes il est en effet nécessaire de faire entrer dans une cellule un complexe ribonucléoprotéique, de façon transitoire. Ce complexe cible le gène d’intérêt, et produit la mo-dification. Il faut ensuite régénérer une plante entière à partir de la cellule modifiée. Ces techniques de régé-nération, maitrisées chez certaines espèces végétales, s’avèrent plus complexes chez la Vigne, plante ligneuse pérenne. Si ces techniques sont mises en œuvre en laboratoire, elles ont encore un rendement faible et des travaux sont en cours afin de les maitriser en routine avec différentes variétés.

L’édition des génomes est un outil d’avenir pour la création de nouvelles variétés intégrées aux pratiques d’une viticulture plus respectueuse de l’environnement, permettant de limiter les intrants tout en maintenant un rendement et une qualité optimale du vignoble.

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Ressources génétiques et biodiversité.

Pierre-Henri GOUYONProfesseur au Muséum National d'Histoire Naturelle, AgroParisTech, ENS , Sciences Po, ParisInstitut de Systématique, Évolution, Biodiversité – MNHN-CNRS, UMR 7205, Département de Systématique et Évolution

La science peut se vivre comme fournissant aux humains une connaissance et une compréhension du monde qui les entoure ou comme engendrant du progrès technique et de la richesse. Selon la priorité accordée à ces deux facettes, la nature peut être traitée en sujet d’étude ou en ennemi à abattre. Témoin Buffon, naturaliste et industriel, écrivant au XVIIIème siècle que « La nature brute est hideuse et mourante ». De fait, la science ou plutôt la technoscience contemporaine ne cesse de nous présenter deux aspects opposés de la nature, parfois objet complexe et précieux, parfois jeu de Lego dont on peut à loisir changer les pièces. Dans ce cadre, la biodiversité est trop souvent perçue comme une liste d’espèces. Cette représentation, qui correspond à une conception pré-darwinienne du monde vivant, fondée sur la Genèse et qui fait partie des fondements de notre culture occidentale conduit à une approche au cas par cas du maintien de telle ou telle espèce ou, au mieux, d’échantillons de biotopes : des solutions de type « Arche de Noé ».

Intégrer la diversité intra-spécifique dans le concept de la biodiversité

Sur un plan scientifique, au contraire, il a souvent été dit que « Rien en biologie n’a de sens si ce n’est à la lumière de l’évolution. » Cette phrase de Théodosius Dobzhansky a été reprise à l’envi mais souvent sans en mesurer toutes les implications. En effet, dans un tel cadre de pensée, toute réflexion sur les êtres vivants qui n’est pas éclairée par une vision évolutive est insensée. Qu’il s’agisse de ce qu’est une espèce ou une cellule ou un écosystème, de la biodiversité ou de l’organisation du système circulatoire, du système nerveux ou des organes de la reproduction, du fonctionnement « normal » ou des maladies, qu’il s’agisse de l’étude des humains ou d’autres animaux, plantes ou autres embranchement de l’arbre de la vie, y compris bien sûr les êtres vivants qui vivent avec nous, que nous élevons ou cultivons, ce qu’on observe, ce qu’on étudie, ce sont les effets de l’histoire et des mécanismes de l’évolution. Ne pas présenter les choses ainsi, les présenter comme données telles quelles, c’est implicitement supposer un acte de création mystérieux.

Depuis Darwin, en 1859, nous disposons d’un cadre théorique clair permettant d’aborder ces questions. Une approche de la biodiversité fondée sur les processus évolutifs de divergence et d’extinction de lignées modifie la façon d’appréhender le problème. Ce n’est plus des effets qu’on doit se préoccuper mais des causes. A la préservation d’espèces, se substitue la remise en route d’un processus qui est actuellement « en panne ». La diversité intra-spécifique doit, entre autres, être intégrée pleinement dans le concept (et la mesure) de la biodiversité. Le cas des espèces cultivées et de la façon dont notre mode de gestion actuel appauvrit les ressources génétiques est, à ce titre, exemplaire. A tel point qu’on a construit, en Norvège, une immense « Arche de Noé » sous-terraine censée tout sauver !

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Produire de la diversité par la sélection

Quelles sont les causes de cette perte de diversité, quelles seraient les solutions ? On entend partout proclamer qu’il faut « freiner l’érosion des ressources génétiques ». Quel manque d’ambition ! Tout se passe comme si on considérait que la diversité du vivant, si précieuse, avait été créée une fois pour toutes ; comme si les instances et les entreprises qui travaillent dans ce domaine, ignoraient que l’Évolution peut produire de la diversité. Sommes-nous si incapables qu’il nous faille utiliser cette diversité qui a été constituée par nos ancêtres depuis le Néolithique comme s’il s’agissait d’une ressource minière que nous ne pouvons qu’épuiser ?

Ne pouvons-nous pas modifier nos pratiques de façon à ce que la sélection, fondée sur de nombreuses plantes et de nombreux acteurs, produise de la diversité comme cela a été le cas pendant les 10 000 ans qui ont précédé le XXème siècle sans pour autant renoncer au progrès génétique nécessaire ?

Pour cela, il faudrait une réelle prise de conscience de ces questions par la communauté scientifique et agrono-mique concernée. Si les énergies solaire ou éolienne sont renouvelables quel que soit le mode d’exploitation que nous choisissons, si le pétrole ou le charbon ne sont pas renouvelables sur des durées raisonnables, la bio-diversité est ou non renouvelable selon la façon dont nous l’exploitons. À nous, scientifiques et praticiens du XXIème siècle de développer des modes d’exploitation durables de cette richesse.

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