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L’amélioration des plantes et les biotechnologies

UPMC – Formation Continue - 4, place Jussieu 75005 Paris - Tél. : 01 53 10 43 20 – Fax : 01 53 10 43 30 – www.fp.upmc.fr

Les progrès de l’agriculture

Amélioration de la qualitéle pain est meilleur, les fibres de coton plus longues et

plus solides

Amélioration du rendement150 % pour le blé en 40 ans 90 % pour le maïs en 30 ans 62 % pour le colza en 30 ans 47 % pour la pomme de terre en 20 ans 36 % pour le coton en 20 ans

Les priorités actuelles de l’amélioration des plantesgarantir une récolte à peu près constante

Les grandes étapes de l’amélioration des plantes

La sélection massalela méthode empirique ancestrale

La sélection généalogiquemilieu du XIXe siècle

Les hybrides F1première moitié du XXe siècle

La sélection récurrentemilieu du XXe siècle

Les biotechnologiesfin du XXe siècle

La création variétale

La sélection généalogique(à la de Vilmorin)

Réunir dans une même variété des qualités dispersées dans plusieurs

Il faut pour cela :1. disposer d’un vaste choix de variétés2. croiser les plantes possédant les

caractères qu’on veut réunir3. sélectionner dans la descendance les

plantes les plus intéressantes4. recommencer jusqu’à l’élimination des

caractères non souhaités

La génétique traditionnelle

Le maïs : de la sélection massale aux hybrides F1

Les grandes étapespremière moitié du XIXe : mélanges de populations de maïs

venant de différentes régionsdeuxième moitié du XIXe : sélection massale dans ces

populationsLes facteurs limitant la production

la récolte est manuelle et va d’octobre à mi-décembre ou mi-janvier

la production est limitée par la main-d’œuvre disponible (60 ha pour une famille)

le poids de grains par épi est plus important que le rendement à l’hectare

Les objectifs au début du XXe

développer le machinisme agricole

Les hybrides F1

La création des hybrides F1 (USA)1909 sélectionner les lignées pour leur aptitude à

donner des hybrides F1 vigoureux1922 Henry C. Wallace + Richey1926 création de Pioneer1942 l’Iowa : 99 % de maïs hybrides1960 les hybrides F1 dominent la production aux USA

(et vers 1970 en France)

La généralisation des hybrides F1presque toutes les variétés actuelles de légumes sont

des hybrides F1

L’apport des hybrides F1

Norman Borlaug et M.S. Swaminathan

La réponse aux engrais

La révolution verte

1966 IndeBlé américain à haut rendement adapté au climat

tropical (Norman Borlaug)Riz à haut rendement (Swaminathan)

Politique agricole cohérenteSemences, engrais et pesticides subventionnésPrix agricoles garantis et stablesCrédits pour les semences, les fournitures et

l’investissementFormation des agriculteurs

Une diffusion rapide en Asie et en Amérique latine

La révolution verte aujourd’hui

8 000 variétés à fort rendement pour les 11 espèces les plus cultivées sous les tropiquesBlé : 90 % des surfaces en Amérique du Sud et en Asie,

~ 50 % au Moyen-Orient et en Afrique (y compris en Afrique subsaharienne)

Riz : 67 % en Amérique du Sud et en Asie, 40% en Afrique subsaharienne

Tubercules : 40 % en Afrique subsaharienne

Mais il faut une bonne irrigation et des engrais !

La production de riz depuis 1960

Les biotechnologies agricoles

Clonage et croisements interspécifiques

Utilisations du sauvetage d’embryons

L’embryon avorte car l’albumen ne se développe pas correctement dans les croisements interspécifiques

Croisements des variétés cultivées avec des espèces sauvages résistantes aux maladiesCréation de courgettes résistantes aux

maladiesCréation de laitues résistantes aux maladies

Variétés obtenues par culture d’anthères et sauvetage

d’embryons

Le triticaleHybride seigle blé

Le NERICA (New rice for Africa)Hybride riz africain riz asiatiqueRiz africain = résistance aux maladies et à la

sécheresse mais faible productivité (les grains tombent)

Riz asiatique = forte productivité (les grains ne tombent pas et il y a plusieurs épis)

Raccourcir le temps

Créer une plante OGM

Les plantes OGM

L’amélioration des conditions de travail des agricultures

Deux moments clés de la culturele désherbagela lutte contre les insectes

Pour le soja et le maïs, l’important est le désherbagediminution des labours

Pour le coton, l’important est la lutte contre les insectesle coton représente un quart de la

consommation mondiale d’insecticides

Nombre de traitements annuels aux pesticides

Herbicides AutresBlé tendre 2,3 4,3Maïs 2,7 0,5Colza 2,1 4,6Betterave 9,7 2,7Pomme de terre 2,1 14,4

Autres = fongicides, insecticides, anti-limaces

Superficies cultivées en OGM

Pays cultivant des OGM

Les OGM cultivés en 2007

Les OGM destinés à l’alimentation humaine

• actuellement– maïs blanc– fruits et légumes (papaye, poivron, tomate)

• d’ici 2015– aubergine résistante aux pathogènes– riz, maïs et blé résistants à la sécheresse et au sel– riz enrichi en provitamine A (riz doré)– riz plus productif– autres plantes tropicales (manioc, patate douce,

sorgho, légumes)

L’étiquetage OGM

• L’étiquetage est la règle pour les produits bruts tirés de plantes OGM– seuil de 0,9 % à 5 % selon les pays

• Il n’y a pas de consensus pour les produits purifiés fabriqués à partir de plantes OGM– Chine : « Ce produit est fabriqué à partir d’OGM mais

il ne contient plus de composants OGM »– Europe et Russie : « OGM » sur l’étiquette– Autres pays : aucune mention

• Pas d’étiquetage pour la viande, le lait, les œufs, etc. obtenus à partir d’animaux nourris avec des produits OGM

Impact sur le commerce international

Aucun impact sur le commerce des aliments pour animaux

L’Europe importe 60 % des tourteaux destinés à l’alimentation animale – 36 % Argentine (100 % OGM)– 28 % Brésil (20 % OGM)– 18 % USA (60 % OGM)

Histoires de gros sous

Le Catalogue officiel des espèces et variétés

1884 Station nationale d’essais de semences1905 Loi sur la qualité des semences1922 Comité de contrôle des semences1932 Catalogue officiel des espèces et variétés1942 Comité technique permanent des semences1949 Interdiction de toute commercialisation de variétés

non-inscrites au Catalogue1961 Union pour la protection des obtentions végétales (~

60 pays)1998 Annexe au Catalogue pour les variétés potagères

destinées aux amateurs

Le Certificat d’obtention végétale

DHS : Distinction, Homogénéité, Stabilitése différencie par un caractère important, précis et peu

fluctuanthomogène pour l'ensemble des caractèresidentique à sa définition initiale à la fin de chaque cycle

de multiplication

VAT : Valeur Agronomique et Technologiquerendement, résistance aux maladies…qualité des produits (facilité de la récolte, valeur

boulangère…)

La nouvelle variété doit présenter un réel intérêt par rapport aux variétés témoins

Les variétés pour amateurs

L'amateur : la diversité, l'originalité, la rusticité et l'aspect « patrimoine culturel »

Rubrique annexe au catalogue officiel « variétés à usage amateur ». Variétés anciennes (plus de 15 ans) commercialisées uniquement aux amateurs, c'est à dire aux jardiniers qui ne font aucun commerce du légume récolté

Mais il faut payer un droit et remplir un dossier assez complexe donnant les caractéristiques de la variété

Les brevets

On peut breveter un produit (un gène dont on connaît l’effet)un procédé (procédé de culture cellulaire,

procédé d’expression d’un gène modifié…)

Deux droits subtilement différents :Le COV porte sur la variété telle qu’elle est

décrite dans le CatalogueLe brevet porte sur le gène introduit dans la

plante

La protection des variétés OGM

Les principaux acteurs de la recherche sur les OGM

80 % des recherches portent sur les plantes de grande culture

Le financement privé90 % pour les grandes cultures50 % pour les légumes (la tomate)20 % pour les fruits

La recherche publique mondiale détient 25 % des brevets

Le commerce des semences

• Le marché mondial des semences est d’environ 50 milliards d’euros– 30 milliards semences commerciales (1,4 milliards

d’euros en France)– 20 milliards semences de ferme

• En Europe, l’utilisation des semences de ferme est interdite pour les grandes cultures

• Il y a cependant des exceptions en France– 50 % de semences de ferme pour le blé tendre– 25 % de semences de ferme pour le colza

La part des semences dans le coût de la production

Les semences représentent de 8 à 15 % du coût de la production dans les cultures non-OGM

Les semences OGM sont plus chères, mais le surcoût dépend des politiques commerciales locales– Les semences de coton OGM sont deux fois plus chères

que les variétés traditionnelles en Chine, trois fois plus au Mexique et six fois en Argentine

– Le surcoût des semences de soja OGM est de 30 % en Argentine et de 43 % aux USA par rapport aux semences traditionnelles

– En Argentine, les cultivateurs de soja peuvent réutiliser leur récolte pour les semis à venir alors que c’est interdit aux USA

La coexistence des différents modèles d’agriculture

Les mélanges accidentels

Les sources de contamination sont nombreuses et inévitables en agriculture de plein champ

• Les contaminations maximales tolérées– semences : 5 % pour le tournesol, 0,3 % pour le blé– agriculture biologique : 5 % de produits qui ne sont pas Bio– étiquetage OGM lorsque les composants OGM représentent plus de

0,9 % du produit

• L’exemple de l’acide érucique dans l’huile de colza– moins de 1 % d’acide érucique dans les variétés destinées à

l’alimentation– 90 % d’acide érucique dans les variétés destinées à l’industrie– le seuil est fixé à 2 % d’acide érucique pour les huiles destinées à

l’alimentation

Le coût de la séparation des filières OGM et non-OGM

Hypothèse de la coexistence des deux filières dans la même région

• 1 % de mélange dans la récolte– 10 % d’augmentation du coût de production– coordination locale des agriculteurs (décalage des

dates de semis, distance minimale entre les champs, séparation des lieux de stockage)

• 0,1 % de mélange dans la récolte– c’est pratiquement impossible d’un point de vue

technique et économique– 1 % des lots de semences de maïs vendus en Europe

dépasse ce seuil

Comment l’agriculture Bio est-elle possible malgré les

mélanges ?

• L’agriculture Bio coexiste avec l’agriculture conventionnelle

• Il n’est pas possible d’éviter complètement la pollution par les pesticides et les croisements avec les variétés de l’agriculture conventionnelle

• Le problème est résolu en séparant la pratique agricole du résultat

• Le label Bio est attribué lorsque l’agriculteur respecte le cahier des charges Bio, même si les produits sont accidentellement contaminés