Introduction

La population mondiale augmente et va continuer à augmenter(4 x 109 en 1970 – 6.2 x 109 en 2003).

Augmentation forte de la demande alimentaire qui pourra être satisfaite plus par l'augmentation des rendements qu'en augmentant les superficies de terres cultivées.

Après l'eau, le facteur limitant le plus important des productions agricoles est la fourniture d'Azote.

La fixation biologique de l'azote peut/pourrait apporter de nouvelles solutions pour augmenter la production d'aliments, tout en économisant de l'énergie fossile ….

Depuis les années 1970, les recherches de base sur la Fixation d'azote sont financées afin de développer de nouvelles applications pour l'agriculture

La question : quels transferts à l'application depuis 30 ans ?

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Evolution des publications "Rhizobium"1975-2003
(Source : CAB)

* 4 ans

Forte augmentation des publications "recherche de base"

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L'évolution des cultures de légumineuses à graines
(milliers d'hectares / Source FAO)

Forte augmentation des surfaces cultivées….
Ailleurs qu'en Europe !

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Evolution des rendements des légumineuses1970-2003
(qx/ha / Source FAO)

Forte augmentation des rendements : effet du transfert de connaissances ?

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L'inoculation des légumineuses ?

By courtesy of S. Smith (LiphaTech)

Une vieille histoire Un regain d'intérêt pratique dans les années 50-60 Un départ des recherches de baseentre 1960 et 1970

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Les découvertes et leurs applications

La nitrogénase

- < 1970 + méthode de mesure

- Hardy (1976) : un blé qui fixerait l'azote dans 25 an

- De Looze (1994) : pas avant 2020, voire 2050 ou jamais !

- Aucune application à ce jour !

"Those who, ten or more years ago, predicted the imminence of nodulated wheat roots are probably hoping that their precocity has been forgotten. If anything, that prospect has receded since” ( Henzell 1988).

Les flavonoïdes induisent les gènes de nodulation

- 1986 (2 publications dans Nature et Science)

- 1996 : brevet canadien (D. Smith) : addition de flavonoïdes au semis pour favoriser la nodulation du soja en zones froides.

- 2000 : Commercialisation d'un inoculant soja (Soyasignal®) au Canada et aux USA

- 2001-2002 : Essais sur pois en France (Valbios)

Plus de dix ans pour susciter une application ! Par un "agronome" !

Les facteurs Nod

- 1990 : brevet INRA-CNRS (Brevet général facteurs Nod)

- 1990 : (1 publication dans Nature)1992 : brevet de G. Stacey = idem brevet INRA-CNRS (Facteurs Nod et leur utilisation)

- 1998 : brevet de D. Smith = utilisation des facteurs Nod sur les non-légumineuses

- 2000 : mise en évidence au champ, des effets des facteurs Nod sur la nodulation du soja (Dijon, USA)

- 2004-2005 : commercialisation par Liphatech aux USA (Optimize®)

A nouveau plus de dix ans pour une application ! Et un brevet "créatif" ??

En résumé

“No important agricultural improvements have yet emerged from the impressive advances achieved in basic BNF research over the last 30 years “ (Henzell, 1988)

- Inoculant soja contenant de la génistéine pour améliorer la nodulation (Bios Agriculture Inc., Canada).

- Une souche génétiquement modifiée de Sinorhizobium meliloti (RMBPC-2) dans un inoculant pour luzerne (Urbana Laboratories, USA).

- "0ptimize®" = B. Japonicum + facteurs nod (Liphatech)

« We do not have the luxury of time to wait for new genetic approachesto produce results but need to use all the knowledge currently availablein appropriate and imaginative ways » (Giller & Cadisch, 1995)

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L'expérience de Dijon

1963 : Première expérience de valorisation directe - Le NGerm (1967 fabrication INRA !!!) - pas de réglementation et faible compétence des industriels   1970 : Contrat avec deux industriels (luzerne, soja) , pas de «licence exclusive» - contraintes de qualité (nombre minimum, pureté, conservation, souche imposée) et contrôles d'efficacité INRA - paiement d’une redevance (5% sur ventes HT), mention de l’INRA sur les emballages

Les résultats

Une réussite technique et des échanges fructueux avec des partenaires industriels finançant des recherches appliquées

Acquisition de savoir faire sur les inoculants à Rhizobium et son transfert à d’autres microbes

Constitution de collection de souches et approches écologiques en direction des mécanismes (compétition, persistance…)

Ouverture sur des problèmes plus fondamentaux (stabilité phénotypique, stress, transfert de gènes dans le sol...)

Reconnaissance «internationale» de nos compétences pour les inoculants (COST 830) et action sur la qualité des inoculants hors France

# 1 million d'€ pour le Laboratoire entre 1980 et maintenant

La suite ?

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Les limitations au transfert

Utilisation insuffisante des technologies disponibles

Les "fondamentalistes" considèrent souvent que les limitations de la fixation biologique de l'azote sont dues au Rhizobium or, les contraintes les plus importantes sont environnementales

Il y a peu de programmes de R et D dans les pays développés (coûteux et difficile d'investir pour des PME).

Il y a une compétition pour le financement entre recherches de bases et recherches appliquées (qui expertise les demandes de financement ?)

« The deadline for development of new technologies based on research programmes is often set for “within the next 5-10 years” ; often because of the shared need of both funding agencies and scientists to suggest that they are conducting research of immediate importance in terms of economic impact of their research” (Giller and Cadisch, 1995).

Il y a peu d'enthousiasme de la part des chercheurs "appliqués" à expérimenter des nouvelles technologies issues des recherches de base. Pourquoi ?

- Parce que les approches écologiques et agronomiques, moins glorieuses, ont démontré une bonne efficacité pour faire progresser la fixation d'azote

- Parce que la biodiversité des Rhizobium n'a pas été exploitée suffisamment pour la sélection de souches plus efficaces

- Et peut être parce que la connection entre recherche de base et application se fait rarement à intérêts bien partagés.

Une suggestion (naïve) ? Déterminer les priorités pour les recherches de base en partant des problèmes pratiques à résoudre

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En attendant et pour conclure

Le succès incontestable de l'utilisation des Rhizobium vient essentiellement et encore maintenant de travaux agronomiques et de microbiologie classique

Les priorités présentées en 1995 par Giller et Cadisch sont encore valables : 1. L'utilisation des connaissances existantes 2. Utiliser une approche agronomique 3. La sélection des légumineuses et la sélection de Rhizobium plus efficaces 4. L'ingéniérie génétique

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