Résumé :
Une maladie grave qui menace l'industrie du cacao dans le monde entier est peut-être sur le point de prendre un tournant. Une équipe de recherche de l'Université d'État de Pennsylvanie aux États-Unis a annoncé avoir développé des plants de cacao plus résistants à la « maladie de la pourriture noire » grâce à une combinaison d'édition génétique et de techniques de sélection traditionnelles. Lors de tests en laboratoire, la modification de seulement deux bases d'ADN dans le génome du cacao a réduit l'incidence de la maladie d'environ 42 %, apportant un nouvel espoir pour assurer l'approvisionnement mondial en chocolat à l'avenir.
La maladie de la pourriture noire est considérée comme l'une des maladies les plus dévastatrices auxquelles est confrontée l'industrie mondiale du cacao. La maladie, causée par un pathogène ressemblant à une moisissure, entraîne actuellement une perte annuelle estimée à 30 % dans la production mondiale de cacao. Dans le même temps, l’évolution des précipitations, l’augmentation de l’humidité et d’autres stress environnementaux provoqués par le changement climatique rendent la culture du cacao de plus en plus difficile. Alors que des millions d’agriculteurs dans le monde dépendent de la culture du cacao pour leur subsistance, des problèmes connexes suscitent des inquiétudes quant à la stabilité des futurs approvisionnements en chocolat.
L'équipe de recherche a déclaré que la variété de cacao nouvellement développée présentait une résistance aux maladies considérablement améliorée dans des conditions de laboratoire. Les chercheurs utilisent la technologie d’édition génétique pour renforcer les mécanismes de défense naturels de la plante plutôt que d’introduire des gènes étrangers. Ils ont ensuite eu recours à des croisements traditionnels pour éliminer complètement l’ADN étranger associé aux outils d’édition génétique, afin que les plantes finales ne conservent que les mutations bénéfiques.
Cette recherche s'appuie sur des décennies de recherche sur le cacao à Penn State. Mark Giltinan, professeur de botanique horticole et l'un des responsables du projet, a souligné que les consommateurs ne voient généralement que des produits chocolatés finis dans les rayons des magasins, mais réalisent rarement que les cultures et les industries qui les sous-tendent sont confrontées à d'énormes défis. L'équipe de recherche espère développer davantage d'outils pour aider les producteurs à continuer de produire du cacao de manière durable et rentable.
Les chercheurs ont déclaré que le cacao est originaire de la forêt amazonienne et pousse depuis longtemps sous le couvert de la canopée de la forêt tropicale, il est donc particulièrement sensible aux changements environnementaux. Aujourd’hui, le cacao est largement cultivé dans les régions tropicales d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine, mais les conditions environnementales de ces régions diffèrent souvent considérablement de celles de son habitat d’origine. Les changements de précipitations, de température et d’humidité affectent non seulement les rendements, mais peuvent également augmenter le risque d’épidémies.
Pour rendre les choses encore plus difficiles, la sélection des cacaoyers est très lente. Il faut généralement environ trois ans pour mûrir et commencer à produire des graines, et il faut souvent des décennies pour sélectionner et évaluer une nouvelle variété. En revanche, le climat change beaucoup plus rapidement que les arbres ne peuvent s’adapter naturellement. L’équipe de recherche estime que les technologies modernes telles que l’édition génétique peuvent aider les sélectionneurs à relever ces défis plus rapidement.
Dans une étude publiée dans le Journal of Plant Biotechnology, les scientifiques ont utilisé le séquençage du génome, l'édition génétique CRISPR et le croisement traditionnel pour cibler un gène appelé TcNPR3. Ce gène agit souvent comme un « frein » pour le système immunitaire de la plante. En l'affinant, les chercheurs ont partiellement activé la réponse de défense naturelle du cacaoyer, obtenant ainsi une meilleure protection contre l'invasion d'agents pathogènes.
Étonnamment, le changement génétique était extrêmement faible. Les chercheurs n’ont pas introduit un système complètement nouveau de résistance aux maladies dans la plante, mais ont simplement modifié son mécanisme d’origine. Dans leur cas le plus réussi, ils n'ont modifié que deux des quelque 450 millions de bases de cacao. C'est un si petit changement qui a permis d'obtenir un effet de réduction de la maladie d'environ 42 % dans un environnement de laboratoire.
Étant donné que tout ADN étranger a été retiré de la plante finale, ce type de cacaoyer n'est plus considéré comme un organisme génétiquement modifié au sens traditionnel du terme dans les cadres réglementaires actuels des États-Unis et de l'Union européenne. Les chercheurs pensent que cette fonctionnalité facilitera la promotion et l’application de variétés apparentées à l’avenir.
Cependant, l'équipe de recherche a également souligné que les résultats de laboratoire pourraient ne pas refléter pleinement l'environnement réel de plantation. Ils travaillent actuellement avec le ministère américain de l'Agriculture pour mener des essais sur le terrain à Hawaï et à Porto Rico afin d'évaluer les performances de ces plantes améliorées dans des conditions agricoles réelles. Ce n'est qu'après une vérification à long terme qu'il sera possible de déterminer si elle a une valeur de plantation commerciale.
Afin de promouvoir les résultats de la recherche sur le marché, l'Université d'État de Pennsylvanie a signé un accord de licence avec AgroNetica, une société axée sur le développement de la biotechnologie du cacao. La société a obtenu les droits de développement commercial des plantes mutantes résistantes aux maladies et prévoit de poursuivre les tests de suivi, d'élargir l'échelle de sélection et, à terme, de promouvoir les variétés améliorées auprès des producteurs des pays producteurs de cacao.
Traduire les résultats des laboratoires en nouvelles variétés de cultures que les agriculteurs peuvent cultiver à grande échelle nécessite des investissements importants et des années, notent les chercheurs. Les plantes doivent non seulement subir des tests plus approfondis, mais également établir des systèmes de propagation et de distribution commerciale à grande échelle, qui dépassent souvent les capacités des instituts de recherche universitaires. L'implication des partenaires industriels est donc cruciale.
En fait, ce résultat est également le résultat d'un investissement à long terme dans le projet de biologie moléculaire du cacao de l'université d'État de Pennsylvanie. Le projet a débuté dans les années 1980 et, au cours des dernières décennies, a permis d'établir un certain nombre d'outils biotechnologiques clés, d'analyser d'importantes voies génétiques et de devenir l'un des principaux centres de recherche sur le cacao au monde. Ces accumulations à long terme ont finalement jeté les bases des résultats actuels de l'édition génétique.
En plus de la résistance aux maladies, AgroNetica prévoit également de développer des caractéristiques améliorées à l'avenir, notamment en améliorant la tolérance à la chaleur et à la sécheresse, en réduisant l'accumulation de cadmium, en cultivant une structure d'arbre compacte plus adaptée à une gestion mécanisée, en raccourcissant le délai de première fructification et même en développant des variétés de cacao sans caféine. Cependant, ces objectifs en sont encore au stade de la recherche et du développement et ne sont pas encore devenus des avantages prouvés des variétés résistantes aux maladies existantes.
L'équipe de recherche a déclaré qu'à mesure que le changement climatique continue de s'intensifier et que les agents pathogènes et les environnements de culture continuent de changer, les défis auxquels est confrontée l'industrie du cacao ne seront pas résolus d'un coup. À l’avenir, les technologies de sélection accélérée et d’édition génétique devraient jouer un rôle de plus en plus important en aidant les producteurs à augmenter leurs rendements, à réduire les pertes et à s’adapter aux environnements changeants.
The researchers emphasized that their ultimate goal is not to simply achieve a technological breakthrough, but to solve practical problems for growers. This research will be truly successful if these innovations help farmers reduce losses, increase productivity, and adapt more quickly to changing environmental conditions.
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