La génomique à la rescousse des exportations agricoles du Canada

Un vraquier chargé de milliers de tonnes de riz arrive dans le port de Vancouver. Avant de décharger de sa cargaison, il faut procéder à une inspection pour s'assurer qu'aucun insecte nuisible envahissant n'en profitera pour s'installer au Canada.

Un inspecteur de l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) détecte la présence de quelques trogodermes dans un sac de riz. Il semble que ce soit des trogodermes des entrepôts, un insecte qui s'attaque aux grains entreposés et qui est déjà répandu au Canada. Quelques spécimens de plus ne feront pas une grande différence.

Le problème, c'est que ces insectes ressemblent aussi beaucoup à des trogodermes khapra, un insecte nuisible très destructeur pour le grain et les produits à base de grains, et qui est considéré comme une des 100 espèces les plus envahissantes à l'échelle mondiale. S'il est établi que les insectes sont des trogodermes khapra, la livraison de riz devra être détruite ou renvoyée à l'expéditeur.

À Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) à Winnipeg, le chercheur scientifique et spécialiste des insectes nuisibles aux produits entreposés, Paul Fields, nous dit qu'il n'est pas simple de procéder à une identification sûre à 100 %. « Ces insectes ne mesurent que quelques millimètres et pour distinguer les deux espèces, il faut compter les pores sensoriels sur leur lèvre intérieure, indique-t-il. Même un expert bien formé peut avoir de la difficulté à identifier l'espèce avec certitude, une erreur dans un sens ou dans l'autre peut entraîner des coûts faramineux. »

Un risque lié au commerce

M. Fields explique par ailleurs que le problème inverse peut se produire. Un inspecteur dans un autre pays pourrait confondre des spécimens d'une espèce plus ou moins inoffensive trouvés dans une livraison de grains canadiens avec ceux d'une espèce exigeant une mise en quarantaine. « La cargaison serait alors refusée », indique-t-il. « Et cet autre pays pourrait très bien décider d'interdire toute livraison de grains canadiens jusqu'à ce qu'il soit démontré que l'insecte en question n'appartient pas vraiment à une espèce préoccupante. »

M. Fields est membre d'une équipe de chercheurs supervisée par Kevin Floate, chercheur scientifique d'AAC à Lethbridge. Cette équipe a réussi à développer un outil d'identification fondé sur la génomique qui permettrait à quiconque possédant quelques aptitudes de base dans le travail de laboratoire de distinguer les insectes vraiment nuisibles des autres.

La méthode du code à barres

« Le codage à barres de l'ADN est devenu chose courante depuis quelques années déjà », indique M. Floate. « Fondamentalement, il faut trouver un segment de l'ADN des deux espèces qui présente des différences. Il suffit ensuite de séquencer l'échantillon d'ADN inconnu et de le comparer à une bibliothèque de séquences d'espèces connues pour identifier l'espèce à laquelle il appartient, un peu comme le lecteur de codes à barres à la caisse d'une épicerie permet de reconnaître les différents articles. »

En plus d'être précise, la méthode d'identification par codes à barres permet d'identifier une espèce même si les spécimens sont encore à l'état de larve ou d'œuf. Il n'est plus nécessaire d'attendre que l'insecte atteigne l'âge adulte.

Validation du test

M. Floate explique qu'une partie importante de ce projet a consisté à s'assurer d'utiliser le bon segment d'ADN pour établir le code à barres. « Il existe d'infimes différences dans l'ADN des populations d'insectes appartenant à la même espèce, mais venant de régions différentes. Les différences doivent toutefois être suffisamment prononcées pour qu'elles puissent servir à distinguer avec fiabilité une espèce d'insectes », poursuit-il. « Jusqu'à maintenant, nous avons comparé l'ADN de plus de 200 populations d'insectes appartenant à 57 espèces différentes venant de 24 pays. Nous savons donc que la partie d'ADN que nous utilisons pour créer nos codes à barres donne des résultats précis. »

Franchir l'étape suivante

L'équipe de M. Floate est à mettre la dernière touche au développement d'un test d'amplification en chaîne par polymérase (PCR) en multiplex. « En nous fondant sur les différences d'ADN entre les espèces dans notre code à barres, nous découpons des fragments d'ADN de différentes longueurs. Nous comparons ensuite la longueur du fragment d'ADN provenant du spécimen inconnu à celle du fragment d'ADN correspondant d'un échantillon de trois à cinq espèces connues. » En fait, l'équipe développe actuellement trois tests PCR en multiplex, et chacun servira à l'identification d'un groupe différent d'espèces intimement liées.

Facteur non négligeable : ce test est aussi rapide que précis. « Il n'est plus nécessaire d'attendre une semaine pour obtenir les résultats du séquençage d'ADN ni des jours, voire des semaines, pour qu'un expert identifie un spécimen donné », poursuit M. Floate. « En général, nous pouvons obtenir la réponse le jour même. »

Recherche précieuse

Selon M. Floate, ce projet, qui est le fruit du travail d'une équipe scientifique des laboratoires d'AAC de partout au Canada en collaboration avec l'ACIA et d'autres organisations, est un excellent exemple de la valeur de l'Initiative de recherche-développement en génomique (IRDG) du gouvernement du Canada.

« Le commerce du blé génère à lui seul plusieurs milliards de dollars au Canada. Si un organisme de quarantaine comme le trogoderme khapra devait s'établir à l'intérieur de nos frontières, le nombre de pays auxquels nous pourrions vendre notre blé deviendrait très limité », indique M. Floate. « Grâce au financement que nous avons reçu de l'IRDG, nous sommes parvenus à démontrer l'efficacité d'une méthode simple et peu coûteuse pour mieux protéger nos exportations de blé et d'autres plantes agricoles. »