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Très schématiquement, le terme biotechnologie désigne toute technique qui utilise des organismes ou des substances vivantes qui en sont issues pour élaborer ou modifier un produit à des fins pratiques (encadré 2). Les biotechnologies s'appliquent à toutes les classes d'organismes - des virus et des bactéries aux végétaux en passant par les animaux - et sont en train de devenir un axe majeur de la médecine moderne, de l'agriculture et de l'industrie. Les biotechnologies agricoles modernes comprennent des outils très divers employés par les scientifiques pour comprendre et manipuler la structure génétique des organismes en vue de la production et du traitement des produits agricoles.
Certaines applications des biotechnologies, comme la fermentation et la brasserie, sont employées depuis des milliers d'années. D'autres applications plus récentes sont maintenant bien implantées. Ainsi, des micro-organismes sont utilisés depuis des décennies comme usines vivantes pour la production d'antibiotiques salutaires, comme la pénicilline qui est produite à partir du champignon Penicillium, et la streptomycine qui provient de la bactérie Streptomyces. Les détergents modernes contiennent des enzymes produites par les biotechnologies, la production des fromages à pâte ferme est tributaire de la présure provenant de levure biotechnologique et l'insuline humaine destinée aux diabétiques est maintenant produite au moyen de la biotechnologie.
On a recours aux biotechnologies pour remédier aux problèmes qui surviennent dans tous les domaines de la production et de la transformation des produits agricoles. C'est, par exemple, le cas de la sélection végétale qui permet d'accroître et de stabiliser les rendements, d'améliorer la résistance aux ravageurs, aux maladies et aux stress abiotiques tels que la sécheresse et le froid et de relever la teneur nutritionnelle des aliments. Les biotechnologies sont utilisées pour élaborer du matériel végétal bon marché et exempt de maladies pour des cultures comme le manioc, la banane et la pomme de terre, et pour concevoir de nouveaux outils de diagnostic et de traitement des maladies animales et végétales ainsi que d'évaluation et de conservation des ressources génétiques. Elles sont encore employées pour accélérer les programmes de sélection des plantes, du bétail et des poissons et pour développer la gamme de caractéristiques modifiables. Les aliments pour bétail et les pratiques d'alimentation sont modifiés par les biotechnologies afin d'améliorer la nutrition des animaux et de réduire les déchets nocifs pour l'environnement. Les biotechnologies servent aussi à diagnostiquer les maladies et à élaborer des vaccins contre les maladies animales.
Il est donc évident que l'on ne peut réduire les biotechnologies au seul génie génétique. En fait, certains des aspects les moins controversés des biotechnologies agricoles pourraient se révéler les plus puissantes et les plus bénéfiques pour les pauvres. La génomique, par exemple, est en train de révolutionner notre vision de la manière dont fonctionnent les gènes, les cellules, les organismes et les écosystèmes et ouvre de nouveaux horizons pour la sélection assistée par marqueurs et la gestion des ressources génétiques. Parallèlement, le génie génétique est un outil extrêmement puissant dont le rôle doit être évalué avec soin. Il est important de comprendre comment les biotechnologies - le génie génétique en particulier - peuvent compléter et développer d'autres démarches si tant est que leur utilisation fasse l'objet de décisions raisonnées.
Ce chapitre fournit une brève description des utilisations actuelles et nouvelles des biotechnologies dans l'agriculture, l'élevage, la pêche et la foresterie dans le but de mieux faire comprendre les technologies par elles-mêmes et la manière dont elles complètent les autres démarches en les prolongeant. Nous souhaitons souligner ici que les outils biotechnologiques sont bel et bien des outils, et non une fin en soi. Comme n'importe quel autre outil, ils doivent être évalués dans le contexte où ils sont utilisés.
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FAO "La situation Mondiales de l'Alimentation el de l'Agriculture 2003-2004"
Chapitre 2: Que sont les biotechnologies agricoles ?
ENCADRÉ 2
Définir les biotechnologies agricolesLa Convention sur la diversité biologique (CDB) définit la biotechnologie comme «toute application technologique qui utilise des systèmes biologiques, des organismes vivants ou des dérivés de ceux-ci pour réaliser ou modifier des produits ou des procédés à usage spécifique» (Secrétariat de la Convention sur la diversité biologique, 1992). Cette définition englobe les applications médicales et industrielles, ainsi que nombre d'outils et de techniques couramment utilisés en agriculture et en production vivrière.
Le Protocole de Cartagena sur la prévention des risques biotechnologiques définit la «biotechnologie moderne» de façon plus étroite comme l'application de:(Secrétariat de la Convention sur la diversité biologique, 2000)
- techniques in vitro aux acides nucléiques, y compris la recombinaison de l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'introduction directe d'acide nucléique dans des cellules ou organites, ou
- la fusion cellulaire d'organismes n'appartenant pas à une même famille taxonomique, qui surmontent les barrières naturelles de la physiologie de la reproduction et qui ne sont pas des techniques utilisées pour la reproduction et la sélection de type classique.
Le Glossaire de la biotechnologie de la FAO définit la biotechnologie au sens large comme dans la CDB et au sens étroit comme «diverses technologies moléculaires telles que la manipulation génétique et le transfert de gènes, l'empreinte génétique et le clonage de plantes et d'animaux» (FAO, 2001a).
Les techniques faisant appel à l'ADN recombinant, également connues sous le nom de génie génétique ou (de façon plus familière, mais moins précise) de modification génétique, correspondent à la transformation des caractères génétiques d'un organisme à l'aide de la transgenèse, dans laquelle l'ADN d'un organisme ou d'une cellule (le transgène) est transmis à un autre organisme sans reproduction sexuée. Les organismes génétiquement modifiés (OGM) sont obtenus par l'application de la transgenèse ou de la technologie de l'ADN recombinant dans laquelle un transgène est incorporé dans le génome de l'hôte ou un gène de l'hôte est transformé pour changer son niveau d'expression. Les expressions «OGM», «organisme transgénique» et «organisme issu du génie génétique» sont souvent utilisées comme synonymes bien qu'elles ne soient pas interchangeables au point de vue technique. Dans le présent rapport, elles sont utilisées comme synonymes.
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FAO "La situation Mondiales de l'Alimentation el de l'Agriculture 2003-2004"
Chapitre 2: Que sont les biotechnologies agricoles ?
Encadré 2: Définir les biotechnologies agricoles
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Les agriculteurs et les pasteurs manipulent la structure génétique des plantes et des animaux depuis que l'agriculture existe, soit depuis environ 10 000 ans. Les agriculteurs ont géré le processus de domestication pendant des millénaires, à travers de multiples cycles de sélection des individus les mieux adaptés. Cette exploitation de la variation naturelle des organismes biologiques nous a donné les cultures, les arbres de plantation, les animaux et les poissons d'élevage d'aujourd'hui qui sont souvent radicalement différents de leurs ancêtres (voir le tableau 1).
Le but des sélectionneurs modernes n'est pas différent de celui des premiers agriculteurs: produire des cultures ou des animaux supérieurs. Les programmes classiques de sélection, qui reposent sur l'application des principes connus de la génétique - le phénotype ou les caractéristiques physiques d'un organisme - ont parfaitement bien réussi à introduire des caractéristiques désirables, provenant de parents sauvages ou cultivés ou de mutants, dans d'autres cultivars ou races d'élevage (encadré 3). Dans un croisement classique où chaque parent fournit la moitié du patrimoine génétique de la descendance, les caractéristiques indésirables peuvent être transmises avec les caractéristiques recherchées, et il faut parfois poursuivre la sélection sur des générations pour éliminer les caractéristiques indésirables. À chaque génération, il faut tester les caractéristiques liées à la croissance, à la valeur nutritionnelle et au traitement de la descendance. De nombreuses générations sont parfois nécessaires avant de trouver la bonne combinaison de caractéristiques et les délais peuvent être considérables, notamment dans le cas de cultures pérennes comme les arbres et certaines espèces d'animaux d'élevage. La sélection basée sur le phénotype est donc un processus lent, exigeant et coûteux, tant financièrement que par le temps nécessaire. Les biotechnologies peuvent rendre les méthodes classiques de sélection plus efficaces.
Tableau 1: Chronologie des technologies agricoles
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FAO "La situation Mondiales de l'Alimentation el de l'Agriculture 2003-2004"
Chapitre 2: Que sont les biotechnologies agricoles ?
Section Compréhension, caractérisation et gestion des ressources génétiques
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ENCADRÉ 3
Sélection assistée par mutation induite1 Disponible à l'adresse suivante: www-infocris.iaea.org/MVD/ . Les mutations spontanées sont le moteur «naturel» de l'évolution, et la ressource dans laquelle les sélectionneurs puisent pour acclimater les plantes cultivées et «créer» des variétés améliorées. Sans les mutations, il n'y aurait ni riz, ni maïs, ni autres plantes cultivées.
Depuis les années 70, l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et la FAO financent des recherches sur l'induction de mutations pour renforcer l'amélioration génétique des cultures vivrières et industrielles en vue de la sélection de nouvelles variétés améliorées. Les mutations induites sont obtenues par traitement de parties de plantes à l'aide d'agents mutagènes, chimiques ou physiques, puis par sélection des modifications souhaitables - en fait, pour imiter les mutations spontanées et élargir artificiellement la diversité génétique. La nature précise des mutations induites n'a généralement pas été considérée comme importante, que les lignées mutantes soient utilisées directement ou comme source de nouvelle variation dans des programmes de croisement.
Les mutations induites pour favoriser la sélection ont permis d'obtenir de nouvelles variétés de nombreuses plantes cultivées telles que le riz, le blé, l'orge, les pommes, les agrumes, la canne à sucre et la banane (la base de données sur les variétés mutantes FAO/AIEA contient plus de 2 300 variétés officiellement mises en circulation1). L'application de mutations induites à la sélection végétale a eu un impact économique considérable sur l'agriculture et la production vivrière qui a une valeur actuelle de milliards de dollars EU et concerne des millions d'hectares de cultures. Récemment, les techniques de mutation ont connu une renaissance, dépassant leur utilisation directe dans la sélection pour connaître des applications nouvelles telles que la découverte de gènes et la génétique inverse.
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FAO "La situation Mondiales de l'Alimentation el de l'Agriculture 2003-2004"
Chapitre 2: Que sont les biotechnologies agricoles ?
Section Compréhension, caractérisation et gestion des ressources génétiques
Encadré 3: Sélection assistée par mutation induite
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