Les biotechnologies dans l’agro-industrie

Les agro-industries permettent de transformer des matières premières agricoles en produits à valeur ajoutée, tout en créant des revenus et des emplois et en contribuant au développement économique global dans les pays développés et en développement.
Les procédés biotechnologiques qui prévoient l'utilisation d'enzymes et de micro-organismes pour la conversion de matières premières alimentaires en divers produits, offrent des possibilités considérables pour le développement du secteur agro-industriel dans les pays en développement. Les processus en jeu sont " écologiques ", économiquement rationnels et compatibles avec les pratiques existantes dans ces pays. Beaucoup de techniques traditionnelles de transformation biologique des aliments utilisés dans les pays en développement ont toutefois besoin d'être considérablement améliorées sur le plan scientifique et technologique.

Aujourd'hui, les microorganismes génétiquement améliorés sont relativement peu employés dans la transformation biologique des aliments et il est peu probable qu'ils soient utilisés pour améliorer les fermentations alimentaires dans les pays en développement, dans un avenir proche. Dans l'immédiat, toutefois, l'utilisation des outils et des méthodes de la biotechnologie pour la caractérisation précise des souches, en vue de concevoir des cultures starters parfaitement adaptées pour les fermentations alimentaires, offre des possibilités considérables d'amélioration de la qualité et de la sécurité des aliments fermentés.
Bon nombre de produits issus des biotechnologies, comme les gommes, les acides aminés et les agents de saveur sont utilisés comme ingrédients alimentaires, alors que d'autres, comme les enzymes et les microorganismes, sont employés comme adjuvants. Les technologies de recombinaison de l'ADN (RDNA) offrent des possibilités considérables pour améliorer l'efficacité de production de ces ingrédients et adjuvants commercialement attrayants et, par-là même, valoriser les processus de fermentation. L'utilisation des techniques de recombinaison de l'ADN dans la production d'enzymes microbiens a amélioré la disponibilité, la spécificité et la pureté des enzymes entrant en jeu dans la transformation alimentaire, tout en réduisant les coûts. Toutefois, force est de reconnaître que la majorité des pays en développement ne peuvent tirer profit d'aucune de ces possibilités, dans l'immédiat.

Malgré les possibilités considérables d'exploration et d'exploitation les procédés de fermentation alimentaire classiques, comme sources de produits à valeur ajoutée commercialement intéressants, il faudrait réaliser d'énormes travaux de diagnostic pour mieux comprendre les systèmes de fermentation traditionnels, et exploiter comme il convient leur valeur ajoutée potentielle. L'obtention de ces produits à valeur ajoutée pourrait parfaitement servir de catalyseur pour améliorer la qualité et la sécurité des fermentations alimentaires, qui contribuent dans une large mesure à la sécurité alimentaire de millions d'individus dans les pays en développement.

Les biotechnologies dans l’agriculture

L'agriculture sera amenée à couvrir les besoins croissants de la population humaine, qui devrait atteindre 8 milliards d'ici à 2020, dont 6,7 milliards dans les pays en développement. Si le taux d'accroissement démographique diminue régulièrement, l'augmentation en valeur absolue du nombre de personnes à nourrir risque d'atteindre rapidement la capacité limite des terres agricoles, si l'on compte seulement sur les technologies actuelles. Le défi technologique est de parvenir à accroître la productivité agricole sans détruire la base de ressources naturelles mondiales. De nouvelles technologies, telles que les biotechnologies, permettraient, à condition d'être utilisées à bon escient, d'élever la productivité agricole dès maintenant et pour les générations futures, de manière responsable.

Les principales applications des biotechnologies, en ce qui concerne les plantes cultivées, sont les cultures de tissus, les techniques de sélection à l'aide de marqueurs et la technologie transgénique. Les cultures de tissus englobent la micropropagation, le sauvetage d'embryons, la régénération végétale à partir du cal et de suspensions cellulaires, ainsi que des cultures de protoplastes, d'anthères et de microspores, qui sont employés en particulier dans la multiplication de végétaux à grande échelle. La micropropagation s'est avérée particulièrement utile pour la production de matériel végétal sain et de bonne qualité de nombreuses espèces cultivées. Les cultures de tissus permettent aussi un moyen de surmonter les obstacles de l'isolement reproductif entre des plantes sauvages ayant un lien de parenté lointain avec des plantes cultivées, grâce au sauvetage d'embryons et à la fertilisation in vitro ou à des fusions de protoplastes.

La technologie des marqueurs moléculaires est utile pour faciliter et accélérer la sélection par les techniques d'amélioration classiques. Cette méthode efficace pour identifier la base génétique des caractères est employée pour cartographier les liaisons génétiques en vue de localiser des gènes particuliers qui déterminent des caractères positifs. A l'aide de marqueurs moléculaires, des cartes génétiques extrêmement détaillées et précises ont été dressées pour de nombreuses espèces cultivées. Les marqueurs sont particulièrement utiles pour analyser l'influence de caractères complexes comme la productivité et la tolérance aux stress, et on les emploie pour mettre au point des cultivars adaptés des principales plantes cultivés.

Des techniques avancées de recombinaison de l'ADN, notamment de génie génétique et de clonage, permettent de produire des végétaux transgéniques génétiquement modifiés, pour l'adjonction de divers caractères supplémentaires. Plusieurs cultivars transgéniques de cultures vivrières importantes (soja, maïs, colza, pommes de terre et papayes), incorporant des gènes de résistance aux herbicides, aux insectes et aux virus, ont été créés et mis sur le marché. D'après les estimations, la superficie mondiale consacrée aux cultures transgéniques dans le monde est passée de 1,7 million d'hectares en 1996 à 44,2 millions d'hectares en 2000.

L'amélioration des plantes cultivées continue à bénéficier des progrès de la biologie moléculaire et de la génomie. L'achèvement du séquençage des génomes de la moutarde (Arabidopsis thaliana) et du riz et la poursuite des travaux sur la génomie fonctionnelle procurent des avantages directs considérables aussi bien pour les dicotylédons que pour les monocotylédons. L'amélioration de la compréhension de la régulation et de l'expression des gènes permettra de modifier les plantes cultivées pour fournir des aliments, des fibres, des médicaments et des combustibles et pour les rendre tolérantes aux stress environnementaux. Les outils sont en place pour répondre à la demande alimentaire future en élevant la productivité des cultures, et en réduisant l'utilisation de terres et d'eau, pour faire face aux besoins croissants de la population.

Il faut toutefois être conscients de certains risques pour l'environnement qui pourraient être provoqués par la " fuite " de gènes transgéniques ; or l'érosion génétique, et les nouveaux produits dérivés des biotechnologies, en particulier ceux en rapport avec des cultures génétiquement modifiées, ont suscité des préoccupations de ce genre. Il est indispensable d'élaborer des réglementations adéquates en matière de sécurité biologique, d'évaluer les risques associés aux cultures transgéniques et d'établir et d'appliquer des mécanismes et des instruments appropriés pour suivre l'utilisation des biotechnologies en vue de garantir l'absence d'effets néfastes pour l'environnement ou pour les utilisateurs.

Les biotechnologies dans le secteur forestier

La biotechnologie pour la pêche et l'aquaculture englobe diverses techniques qui permettent d'élever les taux de croissance des espèces d'élevage, d'améliorer la qualité nutritive des aliments aquacoles et la santé des poissons, de faciliter la remise en état et la protection de l'environnement, d'étendre la gamme des espèces aquatiques et d'améliorer la gestion et la conservation des stocks sauvages. Certaines biotechnologies simples sont utilisées depuis longtemps, comme par exemple la fertilisation des étangs, qui vise à augmenter la disponibilité d'aliments aquatiques ; d'autres sont plus avancées et bénéficient de l'amélioration des connaissances de la biologie et de la génétique moléculaires (ex. : génie génétique et diagnostic des maladies basé sur l'ADN).

En aquaculture, les biotechnologies génétiques sont principalement axées sur l'amélioration des taux de croissance, mais elles visent aussi à renforcer la résistance aux maladies et la tolérance au milieu et comprennent des techniques simples comme l'hybridation, pour le transfert de gènes entre des espèces spécifiques (OGM). L'amélioration des connaissances des besoins en matière d'amélioration génétique et la capacité d'induction artificielle de la reproduction par l'administration d'hormones naturelles ou synthétiques ou par des manipulations de l'environnement (ex. : en modifiant la photopériode ou la température de l'eau, on peut favoriser la ponte) ont dans une large mesure facilité l'application de biotechnologies plus avancées : la multiplication sélective et la conservation d'autres stocks génétiquement améliorés par la manipulation des chromosomes, le croisement de lignées et le renversement du sexe, relèvent de la reproduction contrôlée des espèces d'élevage. Ces améliorations des techniques de reproduction ont aussi considérablement aidé les aquaculteurs dans leurs efforts de domestication des espèces aquatiques. En outre, comme il est désormais possible de supprimer les contraintes naturelles et d'échelonner la reproduction, les éleveurs peuvent accoupler un nombre beaucoup plus grand d'espèces aux périodes les plus prolifiques, et, partant, garantir une offre constante et régulière de poissons sur le marché. Des techniques de génétique moléculaire sont aussi employées dans la gestion sanitaire des poissons, pour créer des vaccins et fournir des sondes ADN extrêmement sensibles pour le diagnostic des maladies.

Les biotechnologies dans la pêche et l’aquaculture

Les biotechnologies englobent une vaste gamme de techniques scientifiques qui utilisent des organismes vivants ou des dérivés de ceux-ci pour réaliser ou modifier des produits. Les biotechnologies végétales classiques, dites de sélection végétale, sont utilisées depuis des milliers d'années pour l'amélioration des plantes cultivées. Leur utilisation pour la multiplication et l'amélioration des essences forestières est plus récente. Les biotechnologies modernes actuellement utilisées dans ce secteur peuvent en gros être classées dans trois catégories.

1. Les biotechnologies faisant appel à des marqueurs moléculaires, qui peuvent être utilisées entre autres pour : quantifier la diversité génétique entre les populations et les essences individuelles; identifier des génotypes dans des études taxonomiques, biologiques et pour la prise d'empreintes génétiques et, enfin, localiser des gènes gouvernant des caractères quantitatifs présentant de l'intérêt sur le plan économique. Les marqueurs peuvent fournir des informations importantes sur les modèles de migration historiques, les flux géniques, et les systèmes de reproduction, d'où leur utilité pour la conception et le suivi des programmes de conservation des essences forestières.

2. Les technologies qui renforcent la multiplication végétative et favorisent la production à grande échelle de matériel uniforme. Les cultures de tissus végétaux en laboratoire peuvent également être utiles pour sélectionner des caractères comme la résistance aux maladies et la tolérance aux herbicides, aux métaux, à la salinité et aux basses températures. La micropropagation est d'ores et déjà employée pour les espèces cultivées et horticoles, et il existe des techniques qui permettent de l'appliquer à un certain nombre d'essences forestières. Les coûts sont aujourd'hui trop élevés pour permettre l'utilisation directe de matériel obtenu par micropropagation dans des programmes forestiers.

3. Modification génétique des essences forestières. La modification génétique des essences forestières a été envisagée pour obtenir ou maîtriser des caractères comme la résistance aux virus, aux insectes, la teneur en lignine et la tolérance aux herbicides. L'introduction des gènes responsables de ces caractères dans une nouvelle espèce est une entreprise ardue, principalement freinée par l'insuffisance des connaissances sur le contrôle moléculaire des caractères. Cela est particulièrement vrai pour ceux qui sont gouvernés par plusieurs gènes, ce qui est le cas des caractères les plus recherchés en sylviculture (taux de croissance, adaptabilité, et qualité des fûts et du bois). La production commerciale d'essences forestières génétiquement modifiées serait inexistante, même si une étude, effectuée en 1999 , indiquait que depuis 1988, 116 essais ont été réalisés en conditions réelles sur au moins 24 essences forestières, dans 17 pays. Il est reconnu que la sécurité biologique des arbres génétiquement modifiés doit être examinée avec soin, notamment en raison de la longueur du temps de génération des arbres et de la possibilité de dispersion sur de longues distances du pollen et des graines.

Si l'application des nouvelles biotechnologies dans le secteur des forêts offre des possibilités intéressantes, en particulier pour la conservation génétique et l'accroissement de la production de bois et d'autres produits de forêt, une approche prudente au cas par cas s'impose pour intégrer ces nouveaux outils dans des programmes de conservation et d'amélioration génétique à long terme. De nombreux aspects des biotechnologies doivent faire l'objet d'une évaluation plus poussée, notamment la valeur ajoutée obtenue par rapport aux méthodes d'amélioration génétique classiques, leur coût, l'ampleur du renforcement des capacités et des ressources nécessaires pour leur utilisation et leur conservation, leur impact potentiel sur la santé des êtres humains et l'environnement, les règlements et les législations en vigueur au niveau national et international, et les préférences des consommateurs.

Les biotechnologies pour l’élevage

La croissance démographique, l'augmentation des revenus et l'urbanisation favorisent une augmentation massive de la demande d'aliments d'origine animale dans les pays en développement qui a donné lieu à la " révolution de l'élevage ". Dans le passé, les pays en développement ont fait face aux augmentations de la demande, principalement en accroissant leur cheptel. Toutefois, avec la diminution des étendues de terres disponibles pour l'agriculture, les pays en développement sont à présents contraints d'intensifier la production animale, et la croissance du secteur de l'élevage repose principalement sur les animaux monogastriques, (porcs et certaines volailles).

Au cours des siècles passés, le développement du secteur de l'élevage a reposé sur des innovations biologiques, chimiques et mécaniques qui ont limité l'impact des maladies animales, élevé les rendements et réduit les besoins en main-d'œuvre. Aujourd'hui, les biotechnologies agricoles sont une nouvelle source d'innovations qui ont le pouvoir de modifier la physionomie de l'agriculture aussi radicalement que les progrès précédemment réalisés dans l'un de ces domaines.

L'intensification de la production animale risque de réduire indirectement la diversité génétique, en supplantant les races non améliorées et leurs diversité inhérente, si les éleveurs adoptent des variétés animales génétiquement uniformes. Certaines biotechnologies, comme la congélation du sperme et des embryons, associées à l'insémination artificielle et au transfert d'embryons, ainsi que le clonage somatique sont des outils importants qui sont ou peuvent être utilisés pour préserver la biodiversité animale.

Il est peu probable que les animaux génétiquement modifiés jouent un rôle majeur dans les pays en développement, dans un avenir proche. C'est l'emploi d'intrants produits par la bio-ingénierie, tout au long de la chaîne de production alimentaire, depuis l'alimentation des animaux jusqu'à la transformation du produit, qui offre le plus de possibilités à court terme pour l'application des biotechnologies dans le secteur de l'élevage, dans les pays en développement. A court et moyen terme (5 à 10 ans), les effets les plus notables des biotechnologies sur la production animale dans ces pays devraient dériver de l'amélioration de la qualité des aliments du bétail, due à l'augmentation de leur teneur en éléments nutritifs, et de la plus grande digestibilité des aliments de qualité inférieure, mais aussi des progrès réalisés dans le contrôle des maladies.

Avec l'intensification de la production animale et l'augmentation des densités d'animaux dans les zones écologiques plus chaudes et plus humides, les maladies animales ne pourront qu'être un obstacle plus grand au renforcement de la productivité de l'élevage. L'utilisation des biotechnologies de l'ADN dans le secteur de la santé animale, sous forme de vaccins plus efficaces et moins chers, combinés avec des outils de diagnostic plus efficaces, pourraient contribuer de façon significative à une amélioration du contrôle des maladies animales et, par voie de conséquence, stimuler la production alimentaire intérieure et la participation au commerce des produits animaux.

Les biotechnologies offrent aussi des possibilités considérables pour améliorer la transformation agro-industrielle, en particulier par l'adoption de procédés plus respectueux de l'environnement ou consommant moins d'énergie. La majorité de ces technologies resteront probablement inaccessibles aux éleveurs traditionnels, mais les secteurs commercial et industriel naissants de nombreux pays en développement y auront largement recours.

La plus grande partie des activités de recherche-développement sur les biotechnologies (>80%) sont conduites par de grosses compagnies privées à des fins commerciales et conçues en fonction des besoins des marchés des pays développés. Elles sont donc généralement peu adaptées aux conditions des petits agriculteurs des régions tropicales, ce qui risque d'accroître la disparité de revenus et de richesses à l'intérieur des pays (gros agriculteurs /petits agriculteurs) et entre les différents pays /(pays en développement/développés). Etant donné que les considérations commerciales ne reflètent pas nécessairement les préoccupations et les besoins sociaux, la recherche conduite par le secteur public et les organisations. Nizar BAHLOUL

————————— D’après les définitions de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture.

Lire l'article original : www.lapresse.tn/dossiers/textes/entre.html