Paris, France
November 9, 2007
Source:
INRA
Le programme européen
GLIP "Grain legumes
integrated project" organise un congrès de restitution de
ses premiers résultats à Lisbonne du 12 au 16 novembre 2007.
Lancé en 2004 pour développer de nouvelles stratégies pour
promouvoir la culture des légumineuses en Europe et leur
utilisation pour l’alimentation animale, GLIP a réuni 67
laboratoires de 25 pays dans le cadre du 6ème programme cadre de
recherche et développement, dont 14 laboratoires de l’INRA,
implantés dans les centres de Dijon, Montpellier, Nantes,
Rennes, Toulouse et Versailles. Les légumineuses sont
essentielles pour développer une agriculture durable et
respectueuse de l’environnement. Mais elles sont encore trop peu
cultivées en Europe.
Les légumineuses sont une source de protéines de qualité pour
l’alimentation humaine (haricot, lentille, pois, pois chiche,
fève) ou pour l’alimentation animale, sous forme de graines
(pois, féverole, soja, lupin) ou sous forme de fourrages
(luzerne, trèfle).
Parce qu’elles possèdent la capacité d’utiliser l’azote
atmosphérique, grâce à une symbiose avec des bactéries
fixatrices d’azote, les légumineuses ne nécessitent pas
l’utilisation d’engrais azotés. Ce qui permet d’économiser
l’énergie fossile nécessaire à la production, au transport et à
l’épandage de ces engrais et les émissions de CO2 qui leur sont
associées. Cependant, pour des raisons en partie historiques,
les légumineuses sont peu cultivées en Europe, qui importe de 70
à 75% de ses besoins en protéines végétales principalement sous
forme de soja en provenance du Brésil, d’Argentine et des
Etats-Unis.
Le programme interdisciplinaire européen GLIP, coordonné par
T.H. Noel Ellis (Norwich, Royaume-Uni) a été lancé en 2004 pour
améliorer les connaissances sur la biologie, la culture et
l’utilisation des légumineuses à graines, afin de lever les
verrous techniques qui freinent leur développement en Europe.
Les principaux résultats sur les qualités nutritionnelles et
agronomiques des légumineuses sont exposés lors du colloque de
Lisbonne, du 12 au 16 novembre 2007.
Les avantages nutritionnels des légumineuses quantifiés
Les chercheurs ont démontré que les légumineuses à graines
cultivées en Europe constituent potentiellement une bonne source
alimentaire pour les animaux d’élevage. Ils ont également
développé des méthodes de fractionnement des farines des graines
permettant de fournir des aliments suffisamment enrichis en
protéines pour répondre aux besoins de l’aquaculture.
L’accumulation des protéines dans les graines décryptée
Les facteurs et constituants majeurs impliqués dans
l’accumulation des protéines dans la graine et dans leur
assimilation par les animaux d’élevage ont été caractérisés, à
partir à la fois d’espèces d’intérêt agronomique comme le pois
et de la légumineuse modèle Medicago truncatula.
Des gènes d’intérêt agronomique caractérisés
Les chercheurs ont caractérisé des gènes impliqués dans la
résistance génétique aux parasites et aux pathogènes chez le
pois, la féverole et le pois chiche ou à défaut dans l’espèce
modèle Medicago truncatula, lorsque l’identification était
difficile chez les espèces cultivées.
D’autre part, les recherches ont abouti à l’identification chez
le pois de cinq nouveaux gènes importants dans le contrôle de
l’architecture de la plante, qui conditionne de nombreuses
réponses, comme la progression des maladies, la compétition pour
les ressources ou le contrôle de la période de formation des
graines.
Un bilan économique et environnemental positif
Par la méthode d’analyse des cycles de vie, les chercheurs ont
dégagé une vue globale des effets de l’introduction de
légumineuses à graines dans des rotations dans différentes
régions de l’Europe. Ils ont montré que le bilan global -
énergétique, financier et environnemental - est positif et ont
identifié les conditions requises pour optimiser ce bilan.
A la base de ces
résultats, le développement des outils génomiques
Pour connaître les gènes impliqués dans les étapes
clés du développement des légumineuses (formation de
la graine, résistance aux pathogènes, etc.…), le
programme a développé des outils de génomique et de
post-génomique auxquels l’INRA a largement participé
:
- Participation
au séquençage du génome de l’espèce modèle :
Medicago truncatula, qui possède un génome de
taille réduite. Deux chromosomes sont séquencés
par des équipes européennes, en France (INRA et
Génoscope) et au Royaume-Uni (John Innes et
Sanger Institutes).
- Création de
collections de mutants chez M. truncatula pour
caractériser la fonction des gènes "candidats"
identifiés. Trois méthodes complémentaires ont
été développées par des équipes de l’INRA, du
CNRS et du John Innes Institute (i) par
délétions (élimination d’un fragment d’ADN),
(ii) par étiquetage de gènes (à l’aide d’un
élément transposable facile à repérer), (iii)
par mutations ponctuelles.
- Création par
des équipes de l’INRA d’une collection de
mutants chez le pois et clonage du génome dans
des vecteurs de type "BAC". Des gènes de pois
contrôlant des caractères agronomiques ont ainsi
pu être identifiés.
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Une action internationale
coordonnée
La création des outils génomiques pour les légumineuses s’est
déroulée dans un souci permanent de coordination au niveau
international. Il y a eu en particulier accord préalable entre
les pays pour adopter un traitement bioinformatique commun des
données génomiques - ce traitement consiste à identifier les
gènes et leurs fonctions putatives par comparaison avec les
génomes connus d’autres organismes. Le système d’annotation
automatique et d’analyse a déjà permis d’identifier plus de
40.000 gènes présomptifs chez M. truncatula.
Cette approche coordonnée est une première pour les
légumineuses, au niveau international. Un des axes du programme
est d’ailleurs consacré à la coordination, à la formation et au
transfert, permettant aux participants d’accéder aux plateformes
et aux nombreuses ressources génétiques et génomiques
construites dans le cadre de ce projet et à les valoriser. Le
partenariat a été étendu en cours de projet à des équipes de
pays extérieurs à l’Union européenne (Afrique du Sud, Brésil,
Chine, Egypte, Maroc, Territoires Palestiniens, Russie, Tunisie)
qui ont des expertises pour l’étude des légumineuses et ont pu
ainsi collaborer avec des équipes européennes et accéder aux
ressources développées par le GLIP. Enfin une plateforme de
transfert technologique (Grain Legumes Technology Transfer
Platform, GL-TTP) a été mise en place avec des partenaires
industriels pour faciliter les interactions avec les
utilisateurs.
Perspectives
Le programme européen GLIP a établi des réseaux de collaboration
interdisciplinaire associant des spécialistes de disciplines
complémentaires qui ont appris à parler un langage commun. Des
plateformes technologiques et des ressources génétiques et
génomiques ont été développées qui vont grandement faciliter les
recherches sur les légumineuses. Celles-ci ont un rôle éminent à
jouer pour répondre aux nouveaux défis de l’agriculture
européenne, c’est-à-dire non seulement satisfaire les besoins
alimentaires mais également les besoins en biomasse et
bioénergie. Seule une extension des superficies consacrées aux
légumineuses, c’est à dire leur inclusion dans des rotations,
permettra d’atteindre ces objectifs tout en respectant
l’environnement. Les ressources crées pendant le GLIP devraient
permettre d’améliorer non seulement l’utilisation des
légumineuses à graines (pois, féverole), mais également les
légumineuses fourragères (luzerne et trèfle), et ligneuses
(comme le robinier) pour les taillis à courte rotation |
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