Une « mine d’or » de blé datant d’il y a 100 ans pourrait contribuer à nourrir le monde, selon les scientifiques | Agriculture

Il y a cent ans, le phytologue Arthur Watkins lançait un projet remarquable. Il commença à collecter des échantillons de blé du monde entier, harcelant les consuls et les agents commerciaux de l’empire britannique et d’ailleurs pour qu’ils lui fournissent des céréales provenant des marchés locaux.

Sa persévérance était exceptionnelle et, un siècle plus tard, elle est sur le point de produire des résultats spectaculaires. Une collaboration sino-britannique a permis de séquencer l’ADN des 827 variétés de blé assemblées par Watkins et cultivées au John Innes Centre près de Norwich pendant la majeure partie du siècle dernier.

Ce faisant, les scientifiques ont créé une mine d’or génétique en identifiant des gènes jusqu’alors inconnus qui sont désormais utilisés pour créer des variétés robustes aux rendements améliorés qui pourraient aider à nourrir la population croissante de la Terre.

Des souches sont actuellement en cours de développement, notamment du blé capable de pousser dans des sols salés, tandis que des chercheurs de l’Université agricole du Pendjab s’efforcent d’améliorer la résistance aux maladies à partir de semences reçues du Centre John Innes. D’autres souches permettraient de réduire le besoin d’engrais azotés, dont la fabrication est une source majeure d’émissions de carbone.

« Nous avons essentiellement découvert une mine d’or », a déclaré Simon Griffiths, généticien au John Innes Centre et l’un des responsables du projet.

« Cela va faire une énorme différence dans notre capacité à nourrir la planète à l’heure où le temps se réchauffe et où l’agriculture est soumise à des pressions climatiques croissantes. »

Aujourd’hui, une calorie sur cinq consommée par l’homme provient du blé, et chaque année, cette culture est consommée par de plus en plus de personnes à mesure que la population mondiale continue de croître.

« Le blé a toujours été une pierre angulaire de la civilisation humaine », a ajouté Griffiths. « Dans des régions comme l’Europe, l’Afrique du Nord, une grande partie de l’Asie et, par la suite, l’Amérique du Nord, sa culture a nourri de grands empires, de l’Égypte antique à la croissance de la Grande-Bretagne moderne. »

Ce blé est issu de variétés sauvages qui ont été domestiquées et cultivées dans le Croissant fertile du Moyen-Orient, il y a 10 000 ans. Beaucoup de ces variétés et de leurs gènes ont disparu au fil des millénaires, un processus qui s’est accéléré il y a environ un siècle à mesure que la science de la sélection végétale devenait de plus en plus sophistiquée et que des variétés aux propriétés alors considérées comme sans valeur étaient écartées.

« C’est pourquoi la collection Watkins est si importante », a déclaré Griffiths. « Elle contient des variétés qui ont été perdues mais qui seront d’une valeur inestimable pour créer du blé capable de fournir des rendements sains dans les conditions difficiles qui menacent aujourd’hui l’agriculture. »

L’autre responsable du projet, le professeur Shifeng Cheng de l’Académie chinoise des sciences agricoles, a déclaré : « Nous pouvons retracer la diversité nouvelle, fonctionnelle et bénéfique qui a été perdue dans les blés modernes après la « révolution verte » du XXe siècle, et avoir la possibilité de la réintégrer dans les programmes de sélection. »

Les scientifiques avaient voulu localiser et étudier les gènes du blé de la collection Watkins après le développement du séquençage de l’ADN à grande échelle il y a plus de dix ans, mais ils se sont retrouvés confrontés à un problème inhabituel. Le génome du blé est énorme : il est constitué de 17 milliards d’unités d’ADN, contre 3 milliards de paires de bases pour le génome humain.

« Le génome du blé est rempli de petits éléments rétroactifs, ce qui a rendu son séquençage plus difficile et, surtout, plus coûteux », a déclaré Griffiths. « Cependant, grâce à nos collègues chinois qui ont effectué le travail de séquençage détaillé, nous avons surmonté ce problème. »

Griffiths et ses collègues ont envoyé des échantillons de la collection Watkins à Cheng et ont été récompensés trois mois plus tard par l’arrivée d’une valise remplie de disques durs. Ceux-ci contenaient un pétaoctet (un million de gigaoctets) de données qui avaient été décodées par le groupe chinois à l’aide de la collection Watkins.

Étonnamment, ces données révèlent que les variétés de blé modernes n’utilisent que 40 % de la diversité génétique présente dans la collection.

« Nous avons constaté que la collection Watkins regorge de variations utiles qui sont tout simplement absentes dans le blé moderne », a déclaré Griffiths.

Ces caractéristiques perdues sont désormais testées par des sélectionneurs de plantes dans le but de créer une multitude de nouvelles variétés qui auraient été oubliées sans les efforts d’Arthur Watkins.

Un pionnier timide

Arthur Watkins a été initié à l’agriculture de manière inhabituelle. À l’âge de 19 ans, il a été envoyé combattre dans les tranchées pendant la Première Guerre mondiale. Il a survécu et, après l’armistice, il a reçu l’ordre de rester en France pendant plusieurs mois pour exercer les fonctions d’officier agricole adjoint, chargé d’aider les agriculteurs locaux à nourrir les troupes qui attendaient toujours d’être rapatriées.

Ce poste a éveillé son intérêt pour l’agriculture et il a postulé pour étudier cette discipline à Cambridge à son retour en Grande-Bretagne, a déclaré Simon Griffiths du John Innes Centre. Après avoir obtenu son diplôme, Watkins, un universitaire timide et réservé, a rejoint le département d’agriculture de l’université, où il a commencé l’œuvre de sa vie : collecter des échantillons de blé du monde entier.

« Watkins s’est rendu compte que, lorsque nous avons commencé à sélectionner de nouvelles variétés de blé, des gènes que l’on pensait alors peu utiles et qui étaient supprimés des souches pourraient encore avoir une valeur future », a déclaré Griffiths.

« Sa pensée était incroyablement en avance sur son temps. Il s’est rendu compte que la diversité génétique – dans ce cas, celle du blé – était en train de s’éroder et qu’il fallait absolument mettre un terme à cette situation.

« À l’époque, très peu de scientifiques se penchaient sur cette question. Watkins était clairement en avance sur son temps, et nous devons lui en être reconnaissants. »