Préserver le germoplasme végétal : une « arche de Noé » pour l'alimentation à Taïwan

Le film The Day After Tomorrow met en scène de nombreuses catastrophes résultant d'anomalies climatiques causées par le réchauffement climatique. Au moment de la sortie du film, il y avait un débat sur la possibilité que cela se produise ou non, mais aujourd'hui, la communauté scientifique estime qu'à long terme, la possibilité d'une catastrophe mondiale est réelle. Cependant, avant même que de tels scénarios ne se concrétisent, la hausse des températures menace la croissance des cultures vivrières et des pays du monde entier créent des banques de matériel génétique pour préserver les aliments que nous trouvons sur nos tables.

Le Centre national des ressources phytogénétiques de Taïwan stocke du matériel génétique de cultures indigènes, notamment du riz paddy, du millet et d'autres céréales. Le centre sélectionne également de manière sélective des variétés d'arbres fruitiers des zones tempérées et les a cultivées avec succès dans les plaines de Taiwan. On espère qu'à l'avenir, Taiwan pourra devenir le centre le plus méridional pour la préservation du matériel génétique des arbres fruitiers des zones tempérées.

Pendant ce temps, le World Vegetable Center, situé dans le district de Shanhua à Tainan, est une « arche de Noé » de légumes pour la planète, préservant la plus grande collection publique de matériel génétique végétal au monde. Des institutions comme celles-ci ont fait de Taïwan un bastion de la conservation des gènes pour les aliments tolérants aux conditions défavorables.

Les données publiées en 2022 dans le sixième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat des Nations Unies indiquent que l'augmentation de la température mondiale s'accélère. Les experts et les universitaires préviennent que le réchauffement climatique entraînera des conditions météorologiques extrêmes et qu'il y aura davantage de catastrophes naturelles, notamment des vagues de chaleur, des inondations et des coups de froid, ainsi que des dommages plus importants causés par les ravageurs et les maladies, ce qui aura un impact sur la croissance des cultures agricoles et pourrait entraîner des pénuries de nourriture.

Warren HJ Kuo, professeur émérite au Département d'agronomie de l'Université nationale de Taïwan, affirme qu'à ce moment-là, les prix des denrées alimentaires augmenteront et qu'il faudra des variétés végétales adaptées au nouvel environnement. Ces nouvelles variétés seront sélectionnées de manière sélective à partir de matériel détenu dans des banques de matériel génétique.

Kuo dit que les agriculteurs ont mis de côté des graines pour une utilisation ultérieure pendant 10 000 ans. Les agriculteurs ont toujours sélectionné les semences des plantes les plus performantes comme base pour la sélection de nouvelles plantes. Cependant, contrairement aux variétés traditionnelles, qui sont génétiquement diverses, les variétés améliorées fournies par les sociétés semencières commerciales et les pépinières ont un haut degré de « pureté », avec peu de variation entre les semences, de sorte que si l'environnement change radicalement, les cultures peuvent être incapables de s'adapter aux nouvelles circonstances.

Néanmoins, à une époque de maximisation des profits, la plupart des agriculteurs ont renoncé à utiliser leurs propres semences locales et ont plutôt choisi de cultiver des variétés sélectionnées commercialement, perdant ainsi la possibilité de sélectionner et de préserver des semences aux nouvelles caractéristiques génétiques. Ce problème est encore plus difficile dans le contexte du changement climatique mondial.

Une « arche de Noé » pour les cultures

Dès les années 1970, de nombreux experts agricoles ont remarqué que la prolifération des variétés végétales commerciales entraînait une perte de ressources génétiques. Ils ont plaidé pour la création de banques de germoplasme afin de préserver les semences des variétés que les agriculteurs ont renoncé à cultiver, afin qu'en cas de catastrophe majeure, celles-ci puissent fournir les sources de nourriture nécessaires pendant la reconstruction post-catastrophe.

Les données de la communauté universitaire montrent qu'il existe quelque 1 750 banques de matériel génétique dans le monde. Le Svalbard Global Seed Vault, en Norvège, connu sous le nom de "voûte apocalyptique", stocke des graines de céréales et d'autres plantes cultivées du monde entier. À Taïwan, le World Vegetable Center (WorldVeg), situé dans le district de Shanhua, à Tainan, a commencé ses activités en 1973 et possède la plus grande collection de variétés de légumes détenue par une organisation à but non lucratif au monde.

En 1993, Taïwan a également créé le Centre national des ressources phytogénétiques (NPGRC) dans le district de Wufeng, Taichung, pour préserver les cultures taïwanaises, notamment le riz paddy et d'autres céréales et denrées de base. Ces deux institutions basées à Taïwan ont déposé des doubles de leur germoplasme dans le Svalbard Global Seed Vault dans le cadre de la préservation des espèces végétales comestibles du monde.

Le Centre national des ressources phytogénétiques de Wufeng à Taichung stocke des "graines d'espoir" pour les variétés taïwanaises. (Kent Chuang)

Préserver les arbres fruitiers des zones tempérées

À Taïwan, avec son abondance de produits agricoles et de fruits de mer, il est difficile pour les gens d'imaginer que la nourriture disparaisse de leurs tables à manger, mais la crise alimentaire persiste.

"Taïwan dépend des importations pour 70 % de ses cultures vivrières et son niveau d'autosuffisance est assez faible." Warren Kuo note qu'autrefois, les agriculteurs taïwanais cultivaient des fèves (ou féveroles), des haricots rouges mouchetés et des haricots mungo, mais ceux-ci ne sont pas largement cultivés aujourd'hui, et les haricots mungo que nous aimons manger en été sont importés d'Indonésie et du Myanmar.

Après la destruction provoquée par le typhon Morakot en 2009, de nombreuses communautés autochtones ont cessé de planter du mil et il est devenu impossible de trouver des semences de leurs variétés locales d'origine. Heureusement, le National Plant Germplasm System des États-Unis avait préservé 96 variétés de mil des communautés autochtones taïwanaises, et c'est grâce à l'importation de semences des États-Unis que le mil a pu à nouveau être cultivé dans ces régions.

Le NPGRC fait partie de l'Institut de recherche agricole de Taiwan (TARI) du Conseil de l'agriculture. Il est chargé de préserver le germoplasme des cultures taïwanaises afin de fournir des "graines d'espoir" pour permettre la reprise de la culture de ces cultures après les catastrophes.

En visitant le NPGRC fin mars, nous voyons des travailleurs utiliser des cultivateurs pour préparer le sol de plusieurs rizières, où ils transplanteront des plants de riz pour des essais sur le terrain.

Le dépôt de matériel génétique clonal du centre, qui se trouve à deux kilomètres de l'installation de stockage des semences, est également utilisé pour la culture d'essai de diverses variétés de mil ainsi que de pêchers, d'abricotiers japonais et de cerisiers qui ont un faible besoin de refroidissement (le nombre d'heures à basses températures nécessaires pour déclencher la dormance hivernale).

« Dans l'esprit de la plupart des gens, les abricotiers japonais doivent être cultivés dans les montagnes, mais l'altitude ici à Wufeng n'est que de 89 mètres au-dessus du niveau de la mer, et pourtant la plupart des arbres fleurissent bien. Il y a un arbre qui n'a pas fleuri jusqu'à présent, ce qui indique que l'hiver ici n'est pas assez froid pour cela, ce qui rend cette variété inadaptée à la culture en plaine. Huang Chun-che, chercheur adjoint à la Division du germoplasme végétal du TARI, nous guide à travers les champs et les vergers du référentiel en expliquant comment lui et ses collègues évaluent l'adéquation des variétés de cultures à des conditions géographiques et climatiques particulières.

Dans une autre zone, il y a des pêchers et des nectariniers avec de faibles exigences de refroidissement. En désignant l'un des arbres, il explique : « Celui-ci n'a pratiquement pas produit de bourgeons, ce qui montre que les conditions de cette année n'ont pas été bonnes pour lui. Mais nous ramènerons quand même les boutures au laboratoire pour des expériences à basse température afin de déterminer sa tolérance thermique », explique Huang. Dans une autre région, des cultivars de pêchers importés de Floride sont cultivés. Ils se sont bien adaptés aux conditions de Taiwan.

Particularités de Taïwan

L'agronome principal Chen Shu, directeur de la Division du germoplasme végétal, note que Taiwan chevauche le tropique du cancer, le plaçant à la fois dans les zones tropicales et subtropicales. Ainsi, non seulement les arbres fruitiers tropicaux peuvent être cultivés ici, mais les arbres fruitiers des zones tempérées sont également cultivés avec succès, ce qui donne à Taïwan une gamme complète de variétés d'arbres fruitiers. Elle dit avec confiance : « À l'avenir, nous pouvons devenir le centre le plus méridional pour la préservation du matériel génétique des arbres fruitiers de la zone tempérée.

Selon l'évaluation de Chen, les cultures cultivées à Taïwan sont confrontées au double défi des températures élevées et des ressources en eau rares. Lorsque l'approvisionnement en eau pour l'irrigation n'est pas fiable, la production de riz paddy, qui nécessite de grandes quantités d'eau, fait face à une crise. Par conséquent, l'objectif de la sélection sélective est de développer des cultures résistantes à la sécheresse, aux maladies et aux ravageurs.

Le NPGRC collecte les riz secs des hautes terres et les riz paddy sauvages de Taïwan, qui ont une appétence médiocre, ce qui signifie qu'il est peu probable que les agriculteurs continuent à les cultiver, mais qui sont des variétés indigènes résistantes aux ravageurs et aux maladies et peuvent survivre à la fois à la sécheresse et aux inondations. "Ils ont de nombreuses caractéristiques précieuses, et grâce à des croisements et à une sélection répétés, il y a une chance que nous puissions produire de nouveaux germoplasmes adaptables aux environnements du futur."

Actuellement, le NPGRC préserve avec succès plus de 10 000 variétés taïwanaises de riz paddy, y compris les riz Japonica les plus méridionaux du monde, le lin (une culture qui a été abandonnée par les agriculteurs taïwanais) et plus de 100 variétés de millet (un élément essentiel de la culture des peuples autochtones de Taïwan).

Le germoplasme de riz paddy est également fourni à d'autres pays pour la culture; par exemple, le matériel génétique de nombreuses variétés de riz paddy cultivées en Inde provient de Taïwan. Taïwan a également envoyé du germoplasme de riz paddy à l'Institut international de recherche sur le riz aux Philippines pour la sélection navette.

Le bâtiment NPGRC, une structure à face de marbre de deux étages, contient du germoplasme pour plus de 100 000 variétés de céréales, de légumes et d'autres cultures en stockage à court, moyen et long terme.

Le puissant tremblement de terre qui a frappé Taiwan le 21 septembre 1999 a fait de gros dégâts dans le district de Wufeng, mais Chen Shu dit qu'un seul rack de stockage dans la banque de gènes s'est déformé et "pas une seule graine n'a été perdue".

Centre mondial des légumes

Le Centre mondial des légumes (WorldVeg), fondé en 1971 sous le nom de Centre asiatique de recherche et de développement sur les légumes et renommé en 2008, est une institution internationale de recherche agricole qui détient la collection la plus complète de matériel génétique de cultures maraîchères au monde. WorldVeg note qu'il est situé à Taïwan parce que l'île s'étend à la fois sur des zones tropicales et subtropicales et possède une grande biodiversité ainsi qu'une technologie agricole avancée, la plaine de Chiayi-Tainan étant particulièrement adaptée à l'agriculture. Les chercheurs rassemblent du matériel génétique du monde entier et le déposent dans la banque de gènes qui est au cœur des opérations de WorldVeg.

Lorsque nous arrivons sur le site WorldVeg de 116 hectares, une partie de la vaste étendue de terres agricoles à l'extérieur de la porte principale est en jachère tandis que d'autres sont plantées de légumes, notamment des tomates, des aubergines et des haricots jacinthes. La variété colorée des cultures de tous les continents habités du monde ravit les yeux.

Dans un espace ouvert devant le bâtiment de la banque de gènes, le personnel est en train de séparer les graines de différentes variétés d'aubergines de la chair. A l'intérieur, une autre équipe prépare les graines pour le stockage.

À ce jour, WorldVeg a amassé une collection de 65 000 accessions de plus de 330 espèces végétales de 157 pays. L'institution fournit gratuitement du germoplasme aux instituts de recherche et aux particuliers, et a envoyé plus de 700 000 échantillons de germoplasme dans plus de 204 pays et territoires à travers le monde. Parmi ceux-ci, une grande proportion concernait les tomates, les haricots mungo et les piments, les tomates représentant un tiers de tous les échantillons. La moitié de toutes les tomates cultivées en Tanzanie peuvent retracer leurs origines jusqu'à WorldVeg.

Tomates, haricots mungo et piments

Chan Yan-kuang, assistant de recherche principal pour les ressources génétiques et les semences chez WorldVeg, affirme que la tomate est l'un des légumes les plus consommés au monde. Les tomates indigènes de Tanzanie ont malheureusement subi un taux élevé de pertes lors du transport des zones de production vers les marchés de consommation. WorldVeg, qui a une base régionale à Arusha, en Tanzanie, a donc transféré des tomates cultivées à Taïwan vers l'installation pour une culture d'essai. Finalement, des variétés adaptées aux conditions locales ont été sélectionnées et leur utilisation a été promue auprès des agriculteurs. Aujourd'hui, non seulement la Tanzanie est autosuffisante en tomates, mais elles sont devenues une importante culture commerciale pour les agriculteurs locaux.

Un autre exemple est le bhut jolokia, un piment particulièrement fort qui est populaire en Afrique. Les variétés originales de bhut jolokia ont une faible résistance aux maladies. Les sélectionneurs de WorldVeg les ont donc sélectivement croisées avec des piments résistants aux maladies et ont sélectionné une variété de bhut jolokia qui est à la fois très épicée et qui a une bonne résistance génétique aux maladies. Cette nouvelle variété a été ramenée en Afrique pour y être cultivée.

Ces dernières années, la technologie agricole s'est largement répandue en Asie du Sud-Est et les variétés locales se perdent rapidement. En 2022, WorldVeg et le ministère des Affaires étrangères ont lancé l'Initiative Taïwan-Asie du Sud-Est sur le matériel génétique végétal, dans le cadre de laquelle le matériel génétique de 183 espèces végétales d'Asie du Sud et du Sud-Est qui était auparavant collecté et stocké à WorldVeg est remis en culture dans leur pays d'origine, pour mettre cette ressource à la disposition des sélectionneurs locaux.

Un rapport publié par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture indique qu'au cours du siècle de 1900 à 2000, la biodiversité des cultures vivrières a chuté de 75 %. Grâce à la préservation des variétés, les banques de matériel génétique proposent une « police d'assurance sur mesure » contre les mauvaises récoltes et les crises alimentaires. Néanmoins, si sur cette base nous continuons à ignorer l'ampleur des impacts du réchauffement climatique, il n'y aura pas de fin à la menace de catastrophe pour la race humaine.