Découverte des bases génétiques de la résistance des insectes au coton Bt

Dans un article de la revue Plos One, des scientifiques ont révélé les mécanismes génétiques à l'origine de la résistance de certains insectes au coton Bt, qui secrète lui-même une ou plusieurs toxines insecticides Bt (Bacillus thurigensis) – voir à ce sujet le billet de mai 2013 de ce blog. L'étude a porté sur le ver rose du cotonnier (Pectinophora gossypiella) en Inde, où les populations de ce ravageur sont devenues résistantes. Les chercheurs ont testé l'hypothèse selon laquelle ces insectes étaient devenus résistants à la toxine Bt selon les mêmes mécanismes génétiques que ceux précédemment observés en laboratoire aux États-Unis.

Les résultats ont finalement montré que la résistance des insectes en Inde était associée au même gène codant pour une protéine cadhérine (protéine transmembranaire), mais que les différentes « versions » de cette protéine étaient étonnamment plus nombreuses que celles repérées en laboratoire aux États-Unis. Les chercheurs ont découvert que la diversité de ces protéines était due à un mécanisme génétique appelé « épissage alternatif ».

Ce mécanisme génétique permet d'obtenir, à partir d'un même brin d'ADN, de très nombreux variants de protéines et de générer l'apparition de résistances à certaines toxines. La compréhension des mécanismes selon lesquels les insectes deviennent résistants au coton Bt devrait ainsi ouvrir la voie à l'élaboration de stratégies pour retarder l'apparition de telles résistances.

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Source : University of Arizona

De nouveaux travaux sur la dépendance de l'agriculture au phosphore

Plusieurs articles scientifiques se sont récemment intéressés à l'utilisation du phosphore (P) en agriculture, et pointent l'importante dépendance du secteur à cette ressource minérale non renouvelable. Utilisé à 90% comme fertilisant agricole dans le monde, le phosphore est en effet extrait chaque année de 178,5 Mt de roches phosphatées dans quelques pays seulement (Maroc, Chine et États-Unis principalement).

Dans le premier article, la contribution du phosphore extrait des roches phosphatées, ci-dessous nommé phosphore anthropique, à la fertilité des sols agricoles a été évaluée au niveau français. L'équipe de chercheurs de l'Inra a combiné diverses bases de données et un modèle simulant les flux de P : ils ont montré que 82% du stock de P dans les sols agricoles français étaient d'origine anthropique en 2009. Cette proportion a considérablement augmenté entre 1948 et 1974 (+2,4% par an), en lien direct avec la forte hausse de l'utilisation des engrais minéraux dans la seconde moitié du XX^e siècle. Les auteurs soulignent que malgré la forte baisse de l'utilisation des fertilisants minéraux après 1975, la part de P d'origine anthropique dans les sols a continué à s'accroître. L'article révèle également que la majorité du P présent dans les sols agricoles l'est sous forme stable (762 kg P / ha en moyenne), et donc non accessible pour les plantes à court terme. Le stock de P « labile », directement disponible pour les plantes, représente 187 kg P / ha en moyenne. Les auteurs concluent que, pour les pays ayant une agriculture intensive telle qu'en France, la forte dépendance au P d'origine anthropique contribue à l'épuisement de la ressource et à accroître les risques d'eutrophisation des eaux.

Au niveau européen, d'autres chercheurs ont produit des cartes de concentration en phosphore des sols cultivés dans les différentes régions de l'UE (à partir des mesures de l'enquête LUCAS). Il en ressort qu'environ un tiers des sols ont une faible disponibilité en P, tandis qu'environ la moitié des sols a une forte disponibilité en P (en général, les zones où les rendements attendus sont les plus importants). Les différences peuvent toutefois être marquées au sein d'un même pays : c'est le cas de la France, où la disponibilité en P semble plus importante dans la moitié Nord que dans la moitié Sud. Il est par ailleurs estimé que les besoins annuels européens en P s'élèvent à 3,85 Mt, alors que la consommation en fertilisants minéraux n'est « que » de 2,36 Mt. Mais les auteurs expliquent que, compte tenu du fait qu'environ la moitié du P épandu en Europe provient des effluents d'élevage, le bilan est en réalité largement positif, avec même des zones d'excédents importants.

Carte de la concentration en phosphore des sols cultivés en Europe

(source : Toth et al., 2014. European Journal of Agronomy)

Face à ce constat, une équipe de chercheurs britanniques propose des pistes pour une gestion plus durable de la ressource au service de la production alimentaire. L'idée générale serait de cibler la fertilisation phosphorée davantage sur la plante et moins sur le sol, qui immobilise une grande partie du phosphore (dans le compartiment « stable »). Les quatre pistes de recherche identifiées sont les suivantes : 1) réduire la demande en P des plantes (en améliorant l'efficience d'utilisation, i.e. en diminuant le stockage de P dans les compartiments de la plante sans affecter sa croissance) ; 2) remobiliser le P déjà présent dans le sol (favoriser le transfert du P de la fraction « stable » vers la fraction « labile ») ; 3) recycler en remplaçant le P minéral par du P organique (valoriser davantage les effluents d'élevage, les digestats de méthanisation, les composts, etc., à condition d'en évaluer les impacts environnementaux) ; 4) faciliter l'accessibilité du P à la plante (améliorer la formulation des engrais phosphorés et les méthodes d'application pour limiter l'immobilisation du P dans le compartiment « stable » du sol).

Tous ces travaux font écho aux deux conférences internationales dédiées au phosphore début septembre à Montpellier (Phosphorus in Soils and Plants et Sustainable Phosphorus Summit), ainsi qu'à la volonté des agronomes de développer des méthodes et des travaux de recherche sur l'agronomie globale.

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Sources : Global Biogeochemical Cycles, European Journal of Agronomy, Environmental science and technology

 

ASIRPA : une méthodologie pour évaluer les impacts de la recherche finalisée

L'Inra vient de rendre public le rapport final du projet ASIRPA, consacré à l'analyse des impacts de la recherche publique agronomique. Mise au point dans le cadre des procédures d'(auto-)évaluation du travail de l'Inra, l'approche procède par études de cas standardisées.

Dans un premier temps, les évaluateurs établissent une chronologie « à plat » d'un domaine de recherche (par exemple, la lutte génétique contre la tremblante du mouton). Dans un second temps, ces événements et actions sont qualifiés et redistribués thématiquement dans un « chemin d'impact » (impact pathway) repérant le contexte, les inputs et les outputs de la recherche, les intermédiaires qui assurent la circulation des outputs, les impacts immédiats (effets sur les premiers utilisateurs de l'innovation) et à plus long terme (généralisation d'une innovation). Enfin, dans un troisième temps, les impacts eux-mêmes sont représentés sous forme de « radars » à cinq dimensions (impacts sanitaire, économique, environnemental, territorial-social, politique), chaque dimension recevant une note de 1 à 5.

La granulométrie choisie permet d'obtenir des synthèses à différents niveaux, les études de détail pouvant être considérées comme des cas d'espèce d'un « méta-cas ». C'est ainsi l'exemple d'une synthèse sur la fertilisation minérale mettant en perspective les analyses d'impact sur les cas de l'azote, de la potasse et du phosphore.

Cette démarche de scoring, pour être probante, suppose de disposer de nombreux cas d'étude. La période couverte par le rapport a permis d'en étudier trente, couvrant des domaines variés. Le rapport final les regroupe en quatre catégories : 1) la productivité durable de la forêt, 2) l'alimentation et les industries agroalimentaires, 3) l'environnement et la gestion durable des ressources, 4) les politiques publiques. Il dégage des « enseignements généraux » sur la temporalité – longue – des investissements nécessaires pour obtenir des impacts significatifs, et sur la conduite de projet (notamment sur la question des partenariats privilégiés et des brevets). Il pose aussi des questions, la tension entre la production de connaissances fondamentales et leur appropriation par les acteurs socio-économiques restant au cœur des enjeux d'une recherche finalisée « de pointe ».

Florent Bidaud, Centre d'études et de prospective

Source : Inra

Présentation de la démarche

Site dédié, avec des résumés des études de cas

Des Australiens peu au fait des risques sanitaires alimentaires

Selon diverses autorités australiennes, dont l'Australian Food Safety Council, la population a beaucoup de lacunes en matière de sécurité sanitaire alimentaire. Ainsi, moins de la moitié des Australiens connaitrait l'importance du couple temps-température pour la prévention du risque alimentaire, ce qui conduit ces personnes à consommer de la nourriture ayant séjourné à des températures à risques. C'est notamment le cas avec les repas de midi préparés à la maison et amenés sur le lieu de travail, avec pour certains un maintien hors réfrigération pouvant aller jusqu'à six heures. Or, on considère qu'il y a risque de dégradation sanitaire après maintien d'une denrée sensible pendant au moins deux heures à une température comprise entre 5 et 60 degrés Celsius.

L'autorité de sécurité sanitaire de Nouvelle-Galles du Sud (NSW) estime à 5,4 millions, soit environ un Australien sur quatre, le nombre de patients atteints chaque année d'une intoxication alimentaire. À titre de comparaison, en France, le nombre annuel d'intoxications alimentaires est estimé entre 250 000 et 750 000, pour une population presque trois fois plus élevée. Par ailleurs, les intoxications alimentaires en Australie représentent une charge économique importante : 1,2 million de visites médicales, dont 300 000 donnant lieu à prescription d'antibiotiques.

Enfin, l'information du public est un enjeu fort, notamment celle des parents de jeunes enfants, la pratique du lunch box emmené dans le cartable étant fréquente. Le Conseil d'information sur la sécurité sanitaire alimentaire organise depuis plusieurs années, en novembre, une semaine d'information dédiée à ce type de risques. Cette année, le thème retenu sera les recommandations et conseils en matière de sécurité sanitaire alimentaire.

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Source : Australian Food News

Une expertise scientifique collective sur les « Mafor », matières fertilisantes d'origine résiduaire, et leur valorisation sur les sols agricoles

Le 3 juillet 2014 a eu lieu le colloque de restitution de l'expertise scientifique collective « Mafor », commanditée par les ministères de l'agriculture et de l'écologie et réalisée par l'Inra, le CNRS et l'Irstea. Ce travail portait sur la valorisation des matières fertilisantes d'origine résiduaire (Mafor) : il visait à faire le bilan des connaissances sur « les bénéfices agronomiques des Mafor et les impacts de leur épandage en termes de contaminations potentielles des écosystèmes, en tenant compte des intérêts, contraintes et conséquences économiques et sociales de cette pratique ». L'évaluation des risques sanitaires fait quant à elle l'objet d'une saisine de l'Anses.

L'étude a permis de dresser un état des lieux de l'utilisation des Mafor en France. Les effluents d'élevage en représentent la très grande majorité avec 274 Mt brutes en 2012, dont 50% émis directement dans les pâtures. À côté de cela, il existe des Mafor d'origines urbaine et industrielle : environ 0,7 Mt sèches de boues d'épuration urbaines, 2,2 Mt brutes de composts et digestats issus de déchets urbains et 1,8 Mt sèches d'effluents industriels (ex : vinasses de betterave). En 2011, 25% des surfaces de grandes cultures et 30% des prairies ont reçu des Mafor, mais avec de fortes disparités régionales.

Les auteurs de l'étude ont ensuite qualifié la valeur agronomique des Mafor : ces dernières comportent une valeur fertilisante en éléments minéraux (N, P, K) et une valeur amendante (enrichissement en matière organique), qui peuvent chacune varier en fonction des éventuels traitements appliqués (méthanisation, séchage, compostage). Si elles ont des valeurs fertilisantes en phosphore et potassium équivalentes à celles des engrais minéraux, la situation est différente pour l'azote en raison de sa présence sous forme organique dans les Mafor. Les Mafor sont la seule source renouvelable de phosphore et, à l'échelle de la France, « les quantités de phosphore présentes dans les Mafor pourraient couvrir l'ensemble des prélèvements annuels de phosphore par la production agricole ».

Outre les pertes possibles de carbone vers l'environnement (sous forme de méthane ou de composés organiques volatils), les scientifiques ont analysé les risques de transfert d'agents biologiques pathogènes et d'apport de contaminants chimiques. Bien que le lien de cause à effet entre épandage de Mafor et transmission de maladies soit difficilement établi, des agents pathogènes (bactéries, virus, parasites) sont fréquemment détectés dans les effluents d'élevage bruts. Certains traitements (compostage...) permettent d'en abattre la charge potentielle. Par ailleurs, l'épandage de Mafor est susceptible de favoriser la dissémination de l'antibiorésistance dans l'environnement. S'agissant des contaminants chimiques, deux types ont été distingués : les ETM, éléments traces métalliques (principalement cuivre et zinc mais aussi plomb, mercure, cadmium...), qui peuvent s'accumuler dans les sols, même si les apports sont de faible quantité ; et les CTO, composés traces organiques, plutôt d'origine anthropique (molécules pharmaceutiques, résidus de pesticides, PCB, HAP, bisphénol, etc). À l'inverse des ETM, les CTO sont dégradables et peuvent se transformer en divers métabolites. Ils sont plus ou moins persistants dans les sols, et sont susceptibles d'être transférés dans les matières premières alimentaires (accumulation possible dans les tissus graisseux, le lait ou les œufs par exemple).

En conclusion, les Mafor représentent un potentiel non négligeable pour se substituer au moins en partie aux engrais minéraux de synthèse. À ce titre, elles peuvent utilement contribuer au bouclage des cycles (P, K...), au recyclage des déchets et à l'économie circulaire. En revanche, pour optimiser leur utilisation (maximiser l'efficacité agronomique et minimiser les risques environnementaux), il sera nécessaire d'intégrer l'ensemble des caractéristiques des filières de production et de traitement des déchets, d'optimiser les pratiques d'épandage et les périodes d'apport, d'évaluer l'acceptabilité des pratiques et leur balance coût/bénéfice, et enfin de poursuivre les recherches sur les contaminants des Mafor (ex : nanoparticules).

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Source : INRA

Réduire la taille des portions – Les guerres alimentaires aux États-Unis

Publié en juillet 2014 dans le cadre du Programme États-Unis de l'Institut français des relations internationales (IFRI), le numéro 19 de la collection Potomac Paper est consacré à l'alimentation aux États-Unis, de la fin du XIX^e siècle à nos jours. L'auteur y examine la mise en place d'un système industriel de production agroalimentaire, le « triomphe du marketing » des années 1980, l'épidémie d'obésité et les réactions qui ont suivi la prise de conscience de ce problème de santé publique. Si les États-Unis furent le lieu d'importation de cuisines diverses, mélangées aux aliments et méthodes de préparation des Amérindiens, ils ont également donné naissance à la nourriture industrielle et standardisée du XX^e siècle, ainsi qu'à des techniques de marketing tenues pour responsables de l'épidémie d'obésité et de diabète.

Source : IFRI

Motiver le changement des comportements

L'European Food Information Council a publié, en juillet 2014, une analyse bibliographique portant sur les différentes approches pour accompagner un changement des comportements vers une vie plus saine (notamment une alimentation plus équilibrée). Cette analyse mobilise les théories sur les processus qui façonnent le comportement, les études empiriques les vérifiant ainsi que des éléments issus de la recherche appliquée.

Sont tour à tour abordés : l'intérêt d'une « approche écologique » du changement comportemental (facteurs personnel, social et environnemental) ; le fait qu'informations et conseils ne sont pas suffisants à eux seuls ; les techniques de changement comportemental les plus efficaces ; le rôle du marketing social ; le nudging ; l'utilisation de la technologie (ex : e-santé, SMS, jeux vidéo) ; la mise en pratique de la théorie comportementale ; l'évaluation de ces interventions.

Source : EUFIC

Baisse de la consommation de sodas en Grande-Bretagne

Publié fin juillet 2014, un rapport de Mintel, organisme d'étude des marchés, montre qu'un quart des Britanniques (34% des 18-24 ans) boivent de moins en moins de sodas. Après un pic à 6,17 milliards de litres en 2011 (soit 8,3 milliards de livres), cette consommation devrait atteindre son point le plus bas depuis 2010 (5,95 milliards de litres en 2014, soit 7,5 milliards de livres). La moitié des consommateurs réduisant leur consommation le fait parce que les sodas sont trop sucrés, 34% sont motivés par des préoccupations pour leur santé liées à la présence d'édulcorants de synthèse et 16% par les campagnes gouvernementales (dont Change4Life).

Source : Mintel

Le projet Iron Man de Nestlé

Fin juin dernier, le Nestlé Institute of Health Sciences a annoncé engager une collaboration avec l'entreprise américaine Waters Corporation : l'objectif est de développer une nouvelle méthode d'analyse permettant de doser, rapidement et avec précision, un champ large de nutriments et micro-nutriments dans les fluides biologiques (sang, urine). Ces travaux pourraient déboucher sur la proposition de combinaisons vitaminiques adaptées aux besoins de chacun. Les applications sont envisagées tant en milieu médical que dans la vie quotidienne.

Sources : Nestlé, Bloomberg